Brevet FR2346450A1 — publié le 19771028

La présente invention concerne un procédé de production d'alcool déshydraté utilisable comme alcool moteur à partir de morts fermentés de matières sucrées. L'emploi de l'alcool éthylique agricole comme carburant a été proposé depuis très longtemps soit pour des raisons de pénurie de produits pétroliers en temps de guerre, soit pour de simples raisons économiques comme c'est le cas aujourd'hui.' On l'a utilisé pendant plusieurs années en France soit en mélange avec de l'essence, soit sous forme d'un mélange ternaire avec de l'essence et du benzol. Abandonné ensuite en raison de l'abondance du pétrole à bas prix, on le retrouve actuellement en proportion de 5 à 20 % dans les carburants de plusieurs pays d'Europe et d'Amérique Latine. L'emploi de l'alcool agricole comme carburant ou comme composant d'un mélange carburant présente un certain nombre d'avantages outre celui de limiter la sortie de devises pour les pays non producteurs de pétrole 10) L'alcool a une propriété antidétonnante qui permet d'éliminer en grande partie le plomb dans le super-carburant:il en résulte donc une diminution de la pollution atmosphérique, 20) L'alcool agricole est produit par distillation de jus sucrés fermentés tels les moûts de betteraves ou de cannes à sucre, ou de leurs mélasses de sucrerie, de fruits ou encore de matières amylacées après saccharification, comme les grains (mais, riz, blé) ou la pomme de terre, le manioc ou la patate douce, ou enfin, des morts fermentés de matière cellulosique après hydrolyse ; c'est-à-dire que presque tous les pays du monde peuvent entre producteurs d'alcool en utilisant leurs propres ressources locales. 30) La production d'alcool peut entre un exutoire temporaire à beaucoup de problèmes de surplus agricoles. 40) La production d'alcool contribue depuis longtemps à la valo risation de sous-produits agricoles (mélasses de sucreries, marcs de raisins après vinification...) ; elle peut valoriser de nombreux déchets de conserveries ou des déchets cellulosi ques (bois, sciures, pailles) dont les quantités disponibles ne sont pas négligeables. On peut même conclure qu'outre la valorisation de sous-produits agricoles, la distillerie d'alcool, pour autant que ses propres problèmes d'effluents soient intelligemment réglés, a dans beaucoup de cas un ralle écologique. Mais, évidemment lorque l'objectif est de produire un carburant de remplacement, il est encore plus indispensable que toutes les mesures soient prises pour que les dépenses d'énergie nécessaires soient les plus faibles possibles et c'est l'objectif essentiel du procédé décrit ci-après. Le mélange d'alcool éthylique à l'essence nécessite un alcool déshydraté à 99,50 GL qui ne peut s'obtenir économiquement que par distillation des moats fermentés en présence d'un entratneur azéotropique suivant un principe connu et utilisé dans de nombreuses installations. L'entratneur peut titre un hydrocarbure saturé ou aromatique ou naphténique ou bien un mélange de ces corps, tous produits par la pétrochimie. Pour des raisons économiques, on utilise de préférence le benzène. Le procédé de l'invention comporte trois phases : 10) distillation sous pression donnant un alcool haut degré semi épuré 20) déshydratation azéotropique à pression atmosphérique 30) régénération de l'entraineur sous dépression. Ces trois phases sont étroitement liées par un fonctionnement en multiple effet qui constitue son originalité et permet une importante économie de vapeur de chauffage et d'eau de refroidissement par rapport à tous les procédés existants, en mtme temps qu'un excellent rendement. De plus, les techniques utilisées selon l'invention peuvent se prêter aux fortes capacités de production que peut exiger l'industrie des carburants. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris si on se réfère à la figure unique des dessins annexés qui illustre schématiquement une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Les monts fermentés, préchauffés dans les chauffevins 4 et 3 puis chauffés dans le récupérateur des calories des vinasses 5 alimentent la colonne 1/2 en tête du tronçon 1. Le tronçon l opère l'épuisement en alcool du mort, les vinasses sont extraites en pied de ce tronçon. Après avoir cédé une partie deleurs calories à l'alimentation dans l'échangeur 5, les vinasses passent dans le bac 6 où elles subissent une détente. La vapeur produite par leur auto-évaporation est récupérée pour le chauffage de la colonne de régénération de l'entraineur 13. La partie concentration 2 de la colonne de distillation permet d'obtenir un flegme à 960 GL qui, après condensation dans les échangeurs 3 et 7 alimente la colonne de déshydratation 8. Les alcools supérieurs ou huiles hautes et basses se concentrent à un niveau déterminé du tronçon de concentration 2 et sont soutirés au niveau approprié. Un dégazage permettant l'élimination des incondensables est effectué en tête du tronçon 1. La colonne de distillation 1/2 est maintenue sous pression de façon à réaliser un chauffage en double effet qui permet une substantielle économie de vapeur. D'une part, la condensation de ses vapeurs de tête assure le chauffage de la colonne de déshydratation 8 par l'intermédiaire du condenseur-bouilleur 7 ; d'autre part, la colonne de régénération de l'entraineur utilisé pour la déshydratation azéotropique 13 est chauffée par'auto-évaporation des vinasses. La pression de travail dans la colonne 1/2 est choisie en fonction de la nature des mottes fermentés; elle doit également reprélenter un optimum tenant compte des investissements et du bilan thermique. Ces valeurs sont de l'ordre de I à 4 bars effectifs Dans le cas où on travaille avec de gros débits on utilise de préférence une colonne équipée de plateaux 4 soupapes spéciales, utilisées en pétrochimie. La déshydratation par distillation azéotropique est effectuée dans la colonne 8. Le tiers corps ou entraîneur généralement utilisé est le benzène, mais il pourrait être remplacé par tout autre produit présentant des caractéristiques équivalentes. L'eau est entraînée sous forme d'azéotrope ternaire en tête de colonne ; tandis que l'alcool déshydraté est extrait en pied de colonne puis refroidi dans l'échangeur 9 avant d'être dirigé vers le stockage. L'azéotrope ternaire eau-alcool-benzène, extrait en tête de la colonne 8 est séparé en deux couches dans le décanteur 10. La décantation s'effectuant à chaud est très facile, la couche légère riche en benzène constitue le reflux de la colonne de déshydratation. La couche lourde riche en alcool est dirigée vers la colonne de régénération 13. Les vapeurs du décanteur 10 sont condensées à l'aide des échangeurs 4 et 11. L'alcool contenant une faible proportion de benzène est concentré en ttte de la colonne 13, puis recyclé, après condensation en 14, dans la colonne de déshydratation 8. Le réservoir 12 est utilisé pour l'appoint en entratneur. L'eau épuisée en produits volatils est extraite en pied de la colonne 13. L'exemple suivant illustre l'invention sans toutefois en limiter la portée. EXEMPLE Dans une installation de capacité nominale 4 500 hlt (ev 200 hl/h) traitant des monts fermentés de canne à sucre à 6,50 GL on obtient un alcool déshydraté à un degré supérieur à 99,50 GL et une acidité inférieure à 3 g/hl d'alcool produit (on-opère sous une pression de 1,3 bar effectif en pied de colonne de distillation). Le rendement en alcool absolu est supérieur à 96 % de l'alcool potentiel entré. Les dépenses d'exploitation s'établissent comme suit: - Vapeur : 270 kg/hl d'alcool déshydraté produit - Eau : 0,35 m3/hl d'alcool déshydraté dans le cas d'une marche en circuit fermé sur réfrigérant atmos phérique - Electricité : 0,7 kW/hl d'alcool déshydraté à la capacité nomi nale de 4 500 hl/j - Entraîneur : 0,5 1 pour 1 000 litres d'alcool déshydraté pro duits. L'économie en vapeur est de l'ordre de 110 kg/hl d'alcool produit, soit presque 30 % par rapport aux procédés actuellement utilisés. REVENDICATIONS 1.- Procédé de production d'alcool déshydraté utilisable comme alcool moteur à partir de moQts fermentés de matières sucrées comprenant la distillation du moût fermenté suivie d'une déshydratation par séparation azéotropique et de la régénération de l'entratneur utilisé, caractérisé par le fonctionnement sous pression de la colonne de distillation de façon à réaliser un chauffage en multiple effet des colonnes de déshydratation et de régénération. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la condensation des vapeurs de tête de la colonne de distillation assure le chauffage de la colonne de déshydratation. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la colonne de régénération de llentratneur utilisé pour la désbydratation est chauffée par auto-évaporation des vinasses. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,caractérisé en ce que lorsqu'on travaille avec des débits élevés on utilise comme colonne de distillation une colonne à plateaux à soupapes.