СИСТЕМА ПОДАЧИ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ РЕКТИФИКОВАННОГО СПИРТА В БРАГОРЕКТИФИКАЦИОННОЙ УСТАНОВКЕ

Полезная модель относится к спиртовой промышленности, в частности к установкам для получения пищевого ректификованного спирта.
Известна брагоректификационная установка (БРУ), для реализации способа получения ректификованного спирта, при котором осуществляют вываривание этилового спирта из бражки в брагоэпюрационной колонне с переходом этилового спирта и сопутствующих примесей в бражной дистиллят с паром из этой колонны и жидкими фракциями из конденсатора сепаратора диоксида углерода и спиртоловушки, выделение примесей из бражного дистиллята в эпюрационной колонне с подачей горячей воды в среднюю зону ее концентрационной части и отбором боковой фракции из зоны гидроселекции, которую совместно с фракциями сивушного масла и сивушного спирта из спиртовой колонны ректификуют в сивушной колонне (В.Л.Яровенко, Б.А.Устинников, Б.П.Богданов, С.И.Громов. Справочник по производству спирта. Сырье, технология и технохимконтроль. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981, - с.138).
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является система подачи тепловых потоков при получении ректификованного спирта в брагоректификационной установке, реализованная в способе получения ректификованного спирта (Патент РФ №2172202 B01D 3/14 опубл. 2001.08.20.) путем вываривания спирта из бражки в бражной колонне с переходом этилового спирта и сопутствующих примесей в бражной дистиллят, очистки бражного дистиллята от головных и промежуточных примесей, включая компоненты сивушного масла, в эпюрационной колонне с применением гидроселекции, ректификации эпюрата в спиртовой колонне с отбором фракций сивушного масла, сивушного спирта и непастеризованного спирта, разгонки фракций головных и промежуточных примесей. Процессы брагоректификации проводят при пониженном давлении в эпюрационной, спиртовой (ректификационной), метанольной и первой разгонной колоннах (эфирной) и повышенном давлении в бражной, выварной (эпюрационной) и второй разгонной (сивушной) колоннах. Распределение тепловых потоков осуществляют следующим образом: острым паром обогревают бражную, выварную (эпюрационную) и вторую разгонную колонны (сивушную), выходящий из бражной колонны пар используют для обогрева эпюрационной и метанольной колонн, паром из второй разгонной колонны (сивушной) обогревают первую разгонную колонну (эфирную), а паром из выварной (эпюрационной) колонны осуществляют обогрев спиртовой (ректификационной) колонны и окончательный подогрев исходной бражки, которую предварительно подогревают паром из спиртовой (ректификационной) колонны и лютером из выварной (эпюрационной) колонны, фракции из конденсаторов сепаратора диоксида углерода, бражной и эпюрационной колонн, спиртоловушки грязных погонов совместно с сивушным спиртом направляют на питательную тарелку первой разгонной (эфирной) колонны, из конденсатора которой выводят концентрат головной фракции, а жидкость из куба совместно с фракцией сивушного масла из спиртовой (ректификационной) колонны и промывными водами из сивухопромывателя направляют на нижнюю тарелку питания второй разгонной (сивушной) колонны, на верхнюю питательную тарелку этой колонны подают фракции из конденсаторов метанольной и спиртовой (ректификационной) колонн, выводят концентрат головной фракции из конденсатора второй разгонной (сивушной) колонны, отбирают сивушное масло из паровой фазы ее 5-11-й нижних тарелок, выводят концентрат пропиловых спиртов из жидкой фазы нижних тарелок укрепляющей части второй разгонной (сивушной) колонны, а из ее средней зоны отбирают фракцию этилового спирта и возвращают в бражку.
Однако, при модернизации действующих производств, по этому способу требуется замена колонн, работающих при атмосферном давлении, на колонны, работающие под разряжением и избыточным давлением, так как необходимо, чтобы температура паров, выходящих из колонн, была выше температуры жидкости в кубах колонн. Кроме того, работа колонн под избыточным давлением приводит к образованию в них эфиров и альдегидов, что приводит к падению качества конечного продукта.
Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в передаче тепла от паров с определенной температурой жидкостям имеющих большую температуру, чем температура паров.
Технический результат достигается тем, что в системе подачи тепловых потоков при получении ректификованного спирта в брагоректификационной установке, включающей источник острого пара и паропроводы сообщающие между собой, соответственно, через теплообменник 1-ю колонну и 2-ю колонну, при этом источник острого пара сообщен со второй колонной, новым является то, что вторая колонна сообщена через теплообменник, сепаратор и вакуумный насос с первой колонной.
Сущность полезной модели представлена на фиг.1.
На фиг.1 - схема подачи тепловых потоков.
Здесь: 1 - первая колонна; 2 - вторая колонна; 3 - кипятильник-теплообменник первой колонны; 4 - сепаратор; 5 - вакуумный насос; 6 - насос; 7 - источник острого пара.
Описываемый аппарат включает в себя первую колонну 1 с кипятильником-теплообменником 3, вторую колонну 2, сепаратор 4, вакуумный насос 5 и насос 6. Источник острого пара 7 сообщен со второй колонной 2. Вторая колонна 2, соответственно, через теплообменник-кипятильник 3, сепаратор 4 и вакуумный насос 5 сообщена с первой колонной 1. Теплообменник-кипятильник 3 сообщен через насос 6 со второй колонной 2. Первая колонна 1 через соответствующие теплообменники (на схеме не показаны) сообщена с атмосферой.
Распределение давления и температуры между колоннами БРУ обеспечивает повторное использование энергии пара, обогревающего вторую колонну, для обогрева первой колонны.
Распределение тепловых потоков осуществляется следующим образом.
Острый пар поступает на обогрев второй колонны. Пары, выходящие из верха второй колонны, поступают в теплообменник-кипятильник 3, где, конденсируясь, передают тепло жидкости, циркулирующей через теплообменник-кипятильник. Парожидкостная смесь поступает в сепаратор 4, в котором происходит разделение жидкости и пара. Жидкость поступает обратно в кипятильник-теплообменник, а пары поступают в вакуумный насос 5. Вакуумный насос сжимает пары, тем самым повышая их температуру и давление до значений выше температуры и давления в кубе первой колонны. Таким образом, пары обогревают первую колонну. Пары выходящие из второй колонны и сконденсированные в теплообменнике-кипятильнике 3, в виде жидкости перекачиваются насосом 6 на верх второй колонны. Для поддерживания оптимального уровня жидкости в сепараторе и теплообменнике-кипятильнике осуществляется автоматическая подпитка жидкостью из куба первой колонны.
Предлагаемая система подачи тепловых потоков, в которой острым паром обогревают вторую колонну, работающую при атмосферном давлении и обогревающую парами, выходящими из нее первую колонну, также работающую при атмосферном, позволяет предотвратить новообразование эфиров и альдегидов во второй колонне за счет уменьшения рабочего давления в ней и повысить качество конечного продукта. Обогрев первой колонны проводят за счет повторного использования тепловой энергии пара из второй колонны, что снижает энергозатраты на получение конечного продукта.
Предлагаемая система подачи тепловых потоков позволяет получать ректификованный спирт лучшего качества и с меньшими энергозатратами. Кроме того данная схема позволяет использовать тепло пара выходящего из второй колонны с одной температурой для обогрева первой колонны, где температура выше.
В предлагаемой полезной модели процессы ректификационной очистки спирта от примесей проводят в первой и второй колоннах при атмосферном давлении, что повышает коэффициенты испарения метанола, сложных эфиров, альдегидов и других головных примесей, обеспечивает более полное извлечение этих примесей из спирта, уменьшает их новообразование и повышает качество конечного продукта.
В предлагаемой системе подачи тепловых потоков обогрев первой колонны проводят за счет повторного использования тепловой энергии пара второй колонны, что снижает энергозатраты на получение конечного продукта по сравнению с известным способом.