УСТАНОВКА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АБСОЛЮТИРОВАННОГО СПИРТА И БИОЭТАНОЛА

Полезная модель предназначена для получения абсолютированного спирта и биоэтанола и может быть использована в производстве моторного топлива.
Известна установка совместной ректификации спиртовой бражки и бензина для получения абсолютного спирта (Патент на полезную модель №97369 Установка непрерывного действия для получения абсолютного спирта / Е.Н.Константинов, Т.Г.Короткова, Е.В.Черепов по заявке №2010123621/13; Опубл. 10.09.2010 г. Бюл. №25), состоящая из последовательно установленных бражной колонны, конденсатора бражной колонны, ректификационной колонны, снабженной боковым штуцером для подачи бензина, конденсатора и термосифонного кипятильника ректификационной колонны, дегидратационной колонны, снабженной штуцером для подачи спирто-бензиновой смеси и штуцером для подачи бензина, дефлегматора, конденсатора и термосифонного кипятильника дегидратационной колонны.
Недостатком данной установки является невозможность одновременного получения безводного абсолютированного спирта высшего качества и биоэтанола по безотходной технологии.
Наиболее близкой к заявляемой из известных является установка непрерывного действия для получения абсолютного спирта и бензанола (Патент РФ на полезную модель №105291 «Установка непрерывного действия для получения абсолютного спирта и бензанола» / Е.Н.Константинов, Т.Г.Короткова, Е.В.Черепов: по заявке №2011101344/13 от 13.01.2011. Зарег. 13.01.2011 г. Опубл. 10.06.2011 Бюл. №16), состоящая из бражной колонны, конденсатоpa бражной колонны, ректификационной колонны, снабженной боковым штуцером для подачи бензина, конденсатора и термосифонного кипятильника ректификационной колонны, дегидратационной колонны, снабженной штуцером для подачи спирто-бензиновой смеси и штуцером для подачи бензина, дефлегматора, конденсатора и термосифонного кипятильника дегидратационной колонны, после ректификационной колонны последовательно установлены конденсатор паров сивушной фракции и сепаратор для разделения сивушной фракции на сивушное масло и подсивушную воду, после конденсатора ректификационной колонны установлены декантатор, спиртовая колонна и смеситель.
На этой установке предусмотрена совместная переработка бензина и спиртосодержащей смеси в ректификационной колонне, сверху которой получают спирто-бензиновую смесь, содержащую заазеотропный спирт (спирт с содержанием воды меньше, чем в точке азеотропа). На установке получают абсолютный спирт и бензанол.
Недостатком данной установки является невозможность получения безводного абсолютированного спирта высшего качества.
Задачей полезной модели является разработка конструкции установки непрерывного действия для одновременного получения безводного абсолютированного спирта высшего качества с минимальными энергозатратами и биоэтанола и обеспечение безотходной технологии.
Техническим результатом полезной модели является одновременное получение безводного абсолютированного спирта и биоэтанола по безотходной технологии.
Технический результат достигается тем, что в установке непрерывного действия для получения безводного абсолютированного спирта высшего качества и биоэтанола, содержащей бражную колонну, конденсатор бражной колонны, ректификационную колонну, снабженную боковым штуцером для подачи бензина, конденсатор и термосифонный кипятильник ректификационной колонны, дегидратационную колонну, снабженную штуцером для подачи спирто-бензиновой смеси и штуцером для подачи бензина, дефлегматор, конденсатор и термосифонный кипятильник дегидратационной колонны, после ректификационной колонны последовательно установлены конденсатор паров сивушной фракции и сепаратор для разделения сивушной фракции на сивушное масло и подсивушную воду, после конденсатора ректификационной колонны установлены декантатор, спиртовая колонна и смеситель, после бражной колонны установлена эпюрационная колонна, после дегидратационной колонны установлена гептановая колонна.
6
7
Минимизация энергозатрат достигается за счет того, что дегидратационная колонна работает на малом флегмовом числе, в штуцер дегидратационной колонны подается узкая фракция углеводородов С-С, что способствует образованию тройного азеотропа с повышенным содержанием воды, который отводится сверху дегидратационной колонны, что и создает эффект дегидратации спирта. Снизу дегидратационной колонны отводится обезвоженный спирт, но содержащий гептан.
Высокое содержание этанола достигается за счет установки гептановой колонны, которая служит для освобождения безводного спирта от гептана. Получение абсолютированного спирта повышенного качества достигается за счет установки эпюрационной колонны, сверху которой отгоняются легколетучие примеси.
Биоэтанол, содержащий этанол, 2-пропанол, гептан и другие примеси, выводится сверху гептановой колонны.
Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели, позволяет осуществить безотходное производство безводного абсолютированного спирта и биоэтанола и достичь желаемый технический результат.
На чертеже представлена установка непрерывного действия для получения абсолютированного спирта и биоэтанола, состоящая из бражной колонны (БК) 1, эпюрационной колонны 2 (ЭК), ректификационной колонны (РК) 3, дегидратационной колонны (ДК) 4, спиртовой колонны (СК) 5, гептановой (ректификационной) колонны (ГК) 6 (известных, приведенных в монографии Цыганков П.С. Ректификационные установки спиртовой промышленности: расчет, анализ работы, эксплуатация. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 336 с.), дефлегматоров 7, 8 и 9, конденсаторов 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 термосифонных кипятильников 17, 18, 19, 20, 21, сепаратора 22, декантатора (Д) 23 и смесителя 24 (известных, приведенных в монографии Колосков С.П., Яровенко В.Л., Стабников В.Н. и др. Оборудование спиртовых заводов. - М.: Пищевая промышленность, 1975. - 295 с.).
Работает заявляемая установка непрерывного действия для получения безводного абсолютированного спирта и биоэтанола следующим образом.
6
7
6
7
Бражка, подогреваемая в конденсаторе 10 бражной колонны 1, подается на верхнюю 24-ю тарелку бражной колонны 1, обогреваемой острым паром. С низа бражной колонны 1 выводится барда. По выходе из колонны 1 пары, содержащие летучие примеси, поступают в конденсатор 10 бражной колонны. Бражной конденсат подается на верхнюю тарелку 40-ти тарельчатой эпюрационной колонны 2, снабженной термосифонным кипятильником 17. С верха эпюрационной колонны 2 пары, обогащенные эфирами и альдегидами, поступают в дефлегматор 7, где частично конденсируются, и затем в конденсатор 11, где полностью конденсируются и в виде эфиро-альдегидной фракции (ЭАФ) выводятся из установки. Эпюрат с низа эпюрационной колонны 2 поступает в ректификационную колонну 3, снабженную боковым штуцером для подачи бензина и термосифонным кипятильником 18 и обогреваемой глухим паром. Нижняя часть колонны снабжена штуцером для отбора фракции сивушных масел. Лютер, содержащий кислоты и незначительное количество высших спиртов, выводится снизу ректификационной колонны 3. На 80-ю тарелку ректификационной колонны 3 подается узкая фракция углеводородов, содержащая в основном компоненты С-С (гептаново-гексановая фракция). Углеводородно-спиртовые пары с верха ректификационной колонны 3 поступают в конденсатор 12. Часть углеводородно-спиртовой смеси, отбираемой из конденсатора 12, подается в качестве питания на 78-ю тарелку 80-ти тарельчатой дегидратационной колонны 4, снабженной штуцером для подачи спирто-бензиновой смеси и штуцером для подачи бензина. Другая часть направляется в виде флегмы на орошение ректификационной колонны 3. На 80-ю тарелку дегидратационной колонны подается узкая фракция углеводородов С-С. Фракция сивушных масел, отбираемая из паровой фазы с нижней тарелки ректификационной колонны 3, конденсируется в конденсаторе паров сивушной фракции 14, конденсат паров поступает в сепаратор для разделения сивушной фракции 22, где расслаивается на подсивушную воду, рециркулируемую в передаточный чан, и сивушное масло. Сивушное масло используется в качестве оксигенатной добавки для производства бензанола и подается в смеситель 24 на смешение с основной частью бензина. Дегидрата-ционная колонна 4 снабжена термосифонным кипятильником 19 и обогревается глухим паром. Абсолютированный спирт выводится снизу дегидратационной колонны 4 и подается на 10-ю тарелку 80-ти тарельчатой гептановой колонны 6. Пары с верха дегидратационной колонны 4, пройдя дефлегматор 8, полностью конденсируются в конденсаторе 13, из которого отбирается спиртово-углеводородная смесь, поступающая в декантатор 23. В декантаторе 23 спиртово-углеводородная смесь разделяется на углеводородный слой и спирто-водный слой. Углеводородный слой, практически представляющий собой бензанол, подается в смеситель 24 на смешение с основной частью бензина. Спирто-водный слой поступает на 16 тарелку 80-ти тарельчатой спиртовой колонны 5, обогреваемой глухим паром через термосифонный кипятильник 21. Лютер, представляющий собой воду с небольшим содержанием высших спиртов, отводится снизу спиртовой колонны 5. Пары, выходящие с верха спиртовой колонны 5, конденсируются в конденсаторе 16 и в виде углеводородно-спиртовой смеси рециркулируются в дегидратационную колонну 4. С верха гептановой колонны 6 абсолютированный спирт, содержащий примесь гептана, частично конденсируется в дефлегматоре 9 и поступает в конденсатор 15, откуда отбирается готовый продукт - биоэтанол. Гептановая колонна обогревается глухим паром через термосифонный кипятильник 20. Безводный абсолютированный спирт высшего качества отбирается снизу гептановой колонны 6.