СИСТЕМА И СПОСОБЫ ВЫДЕЛЕНИЯ СПИРТА И СГУЩЕНИЯ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПЕРЕГОНКИ

1. Способ выделения спирта из сброженного сырья и сгущения фильтрата барды в упаренную барду, включающий:
разделение по меньшей мере части сброженного сырья в бражной колонне, давление в которой поддерживается ниже атмосферного, с целью получения: (а) паров с высоким содержанием спирта и (б) бражного кубового остатка с низким содержанием спирта, содержащего фильтрат барды;
выпаривание воды из фильтрата барды для получения первой промежуточной барды и пара первой ступени с использованием по меньшей мере двух последовательно соединенных испарителей первой ступени;
выпаривание воды из первой промежуточной барды, осуществляемое с использованием тепла пара первой ступени, для получения второй промежуточной барды и пара второй ступени с использованием по меньшей мере двух последовательно соединенных испарителей второй ступени;
выпаривание воды из второй промежуточной барды, осуществляемое с использованием тепла пара второй ступени, для получения упаренной барды с использованием по меньшей мере одного испарителя третьей ступени; и
использование по меньшей мере части пара последней ступени, вырабатываемого испарителем последней ступени, для получения тепла, используемого для перегонки сброженного сырья в бражной колонне.
2. Способ по п.1, предусматривающий использование трех ступеней, состоящих из трех последовательно соединенных испарителей первой ступени, трех последовательно соединенных испарителей второй ступени и трех последовательно соединенных испарителей третьей ступени.
3. Способ по п.1, предусматривающий использование четырех ступеней, состоящих из двух последовательно соединенных испарителей первой ступени, двух последовательно соединенных испарителей второй ступени, двух последовательно соединенных испарителей третьей ступени, а также двух последовательно соединенных испарителей четвертой ступени.
4. Способ по п.1, предусматривающий использование трех ступеней, состоящих из четырех последовательно соединенных испарителей первой ступени, четырех последовательно соединенных испарителей второй ступени и по меньшей мере одного испарителя третьей ступени.
5. Способ по п.4, предусматривающий использование от двух до четырех последовательно соединенных испарителей третьей ступени.
6. Способ по п.1, в котором пары с высоким содержанием спирта, выделяемые перегонкой из сброженного сырья в бражной колонне, представляют собой пары с высоким содержанием бутанола.
7. Способ по п.1, в котором пары с высоким содержанием спирта, выделяемые перегонкой из сброженного сырья в бражной колонне, представляют собой пары с высоким содержанием бутанола, а сброженное сырье содержит растворитель.
8. Способ по п.1, в котором фильтрат барды содержит преимущественно воду.
12
22
12
22
12
22
12
22
12
22
9. Способ по п.1, в котором фильтрат барды содержит растворитель, растворитель содержит по меньшей мере одно из группы веществ, включающей жирные спирты C-C, жирные кислоты C-C, сложные эфиры жирных кислот C-C, жирные альдегиды C-C и жирные амиды C-C.
10. Способ по п.7, предусматривающий дополнительно
разделение сброженного сырья на часть с высоким содержанием растворителя и часть с низким содержанием растворителя, где часть с низким содержанием растворителя представляет собой часть сброженного сырья, перегнанного в бражной колонне;
разделение части с высоким содержанием растворителя в колонне растворителя с целью получения паров с низким содержанием растворителя и высоким содержанием спирта и жидкости с высоким содержанием растворителя и низким содержанием спирта, причем колонна растворителя функционирует параллельно с бражной колонной, а давление в колонне растворителя поддерживается ниже атмосферного;
использование части пара последней ступени с целью обеспечения достаточного количества тепла для перегонки части сброженного сырья с высоким содержанием растворителя в колонне растворителя.
11. Способ по п.10, предусматривающий дополнительно:
конденсацию вырабатываемых в бражной колонне паров с высоким содержанием бутанола с целью получения первой жидкости с высоким содержанием бутанола;
конденсацию вырабатываемых в колонне растворителя паров с низким содержанием растворителя с целью получения жидкости с низким содержанием растворителя;
смешивание первой жидкости с высоким содержанием бутанола и жидкости с низким содержанием растворителя с целью получения содержащей бутанол жидкости;
разделение содержащей бутанол жидкости с целью получения второй жидкости с высоким содержанием бутанола и жидкости с низким содержанием бутанола;
перегонку второй жидкости с высоким содержанием бутанола в перегонной колонне с целью получения жидкого кубового продукта, массовая доля бутанола в котором составляет практически 100%.
12. Способ по п.1, в котором испарители первой ступени устанавливаются таким образом, чтобы можно было обеспечить обход одного из испарителей, а остальные испарители первой ступени при этом продолжали функционировать.
13. Способ по п.1, в котором испарители второй ступени устанавливаются таким образом, чтобы можно было обеспечить обход одного из испарителей, а остальные испарители второй ступени при этом продолжали функционировать.
14. Способ по п.2, в котором испарители второй ступени устанавливаются таким образом, чтобы можно было обеспечить обход одного из испарителей, а остальные испарители второй ступени при этом продолжали функционировать.
15. Способ по п.1, в котором испарители третьей ступени устанавливаются таким образом, чтобы можно было обеспечить обход одного из испарителей, а остальные испарители третьей ступени при этом продолжали функционировать.
16. Способ по п.2, в котором испарители третьей ступени устанавливаются таким образом, чтобы можно было обеспечить обход одного из испарителей, а остальные испарители третьей ступени при этом продолжали функционировать.
17. Способ по п.3, в котором испарители четвертой ступени устанавливаются таким образом, чтобы можно было обеспечить обход одного из испарителей, а остальные испарители третьей ступени при этом продолжали функционировать.
18. Способ по п.1, предусматривающий дополнительно параллельную подачу вырабатываемого в бражной колонне фильтрата барды в испарители первой ступени.
19. Способ по п.1, предусматривающий дополнительно использование пара установки для обеспечения достаточного количества тепла для выпаривания воды из фильтрата барды в испарителях первой ступени.
20. Система для выделения спирта из сброженного сырья и сгущения фильтрата барды в упаренную барду, содержащая:
бражную колонну с впуском для подачи сброженного сырья, имеющую верхний выпуск, предназначенный для удаления паров с высоким содержанием спирта, и выпуск для бражного кубового остатка, предназначенный для удаления бражного кубового остатка с низким содержанием спирта, включая сухую барду и фильтрат барды, причем фильтрат барды содержит преимущественно воду и, по выбору, растворитель;
многоступенчатую испарительную систему для сгущения фильтрата барды, содержащую:
группу испарителей первой ступени, предназначенных для выпаривания воды из фильтрата барды с целью получения пара первой ступени и первой промежуточной барды, причем испарители первой ступени включают в себя по меньшей мере первый и второй последовательно соединенные испарители первой ступени, и причем первый испаритель первой ступени имеет впуск для барды, сообщающийся с выпуском для бражного кубового остатка бражной колонны для подачи фильтрата барды из бражного кубового остатка и выпуск для барды, предназначенный для удаления барды, и причем впуск для барды каждого последующего испарителя первой ступени сообщается с выпуском для барды предыдущего испарителя первой ступени, каждый из испарителей первой ступени имеет впуск для пара, предназначенный для подачи нагретого пара из источника пара, каждый из испарителей первой ступени имеет конфигурацию, обеспечивающую теплообмен между и нагретым паром и фильтратом барды таким образом, чтобы обеспечить постепенное испарение воды из фильтрата барды с целью получения первой промежуточной барды и пара первой ступени, и каждый из испарителей первой ступени имеет выпуск для пара первой ступени, предназначенный для выпуска пара первой ступени;
группу испарителей второй ступени, предназначенных для выпаривания воды из первой промежуточной барды с целью получения пара второй ступени и второй промежуточной барды, причем испарители второй ступени включают по меньшей мере первый и второй последовательно соединенные испарители второй ступени, причем первый испаритель второй ступени имеет впуск для барды, соединенный с выпуском для барды последнего из испарителей первой ступени, и выпуск для барды, предназначенный для удаления барды, и причем впуск для барды каждого последующего испарителя второй ступени сообщается с выпуском для барды предыдущего испарителя второй ступени, каждый из испарителей второй ступени имеет впуск для пара, соединенный с выпусками для пара первой ступени, каждый из испарителей второй ступени имеет конфигурацию, обеспечивающую теплообмен между и паром первой ступени и первой промежуточной бардой таким образом, чтобы обеспечить постепенное испарение воды из первой промежуточной барды с целью получения второй промежуточной барды и пара второй ступени, и каждый из испарителей второй ступени имеет выпуск для пара второй ступени, предназначенный для выпуска пара второй ступени;
группу испарителей третьей ступени, предназначенных для выпаривания воды из второй промежуточной барды с целью получения пара третьей ступени и упаренной барды, причем испарители третьей ступени включают в себя по меньшей мере первый и второй последовательно соединенные испарители третьей ступени, и причем первый испаритель третьей ступени имеет впуск для барды, соединенный с выпуском для барды последнего из испарителей второй ступени, и выпуск для барды, предназначенный для удаления барды, и причем впуск для барды каждого последующего испарителя третьей ступени сообщается с выпуском для барды предыдущего испарителя третьей ступени, каждый из испарителей третьей ступени имеет впуск для пара, соединенный с выпусками для пара второй ступени, каждый из испарителей третьей ступени имеет конфигурацию, обеспечивающую теплообмен между и паром второй ступени и второй промежуточной бардой таким образом, чтобы обеспечить постепенное испарение воды из второй промежуточной барды с целью получения упаренной барды и пара третьей ступени, и каждый из испарителей третьей ступени имеет выпуск для пара третьей ступени, предназначенный для выпуска пара третьей ступени;
паропровод, соединяющий выпуски для пара последней ступени испарителей последней ступени со впуском для пара бражной колонны с тем, чтобы по меньшей мере часть пара последней ступени обеспечивала тепло для функционирования бражной колонны.
21. Система по п.20, содержащая три ступени, состоящие из трех последовательно соединенных испарителей первой ступени, трех последовательно соединенных испарителей второй ступени и трех последовательно соединенных испарителей третьей ступени.
22. Система по п.20, содержащая четыре ступени, состоящие из двух последовательно соединенных испарителей первой ступени, двух последовательно соединенных испарителей второй ступени, двух последовательно соединенных испарителей третьей ступени, а также двух последовательно соединенных испарителей четвертой ступени.
23. Система по п.20, содержащая три ступени, состоящие из четырех последовательно соединенных испарителей первой ступени, четырех последовательно соединенных испарителей второй ступени и по меньшей мере одного испарителя третьей ступени.
24. Система по п.23, содержащая от двух до четырех последовательно соединенных испарителей третьей ступени.
25. Система по п.20, содержащая дополнительно:
сепаратор, предназначенный для отделения фильтрата барды и от сухой барды бражного кубового остатка;
трубопровод бражного кубового остатка, соединяющий сепаратор с выпуском для бражного кубового остатка;
трубопровод фильтрата барды, соединяющий сепаратор с впуском для барды первого испарителя первой ступени.
26. Система по п.25, в которой сепаратор представляет собой центрифугу или фильтр-пресс.
27. Система по п.21, содержащая дополнительно второй и третий трубопроводы фильтрата барды, соединенные с первым трубопроводом фильтрата барды, причем выпуск для барды второго и третьего испарителей первой ступени сообщается со соответственно вторым и, третьим трубопроводами фильтрата барды, за счет чего фильтрат барды может поступать из сепаратора в первый, второй и третий испарители первой ступени параллельно.
28. Система по п.20, в которой давление во впуске для пара бражной колонны ниже атмосферного.
29. Система по п.20, содержащая дополнительно:
колонну растворителя с впуском для подачи содержащей растворитель части сброженного сырья, причем колонна растворителя имеет верхний выпуск, предназначенный для удаления паров с низким содержанием растворителя и высоким содержанием спирта, и нижний выпуск для жидкости с высоким содержанием растворителя и низким содержанием спирта, причем колонна растворителя функционирует параллельно с бражной колонной;
второй паропровод, соединяющий выпуски для пара последней ступени испарителей последней ступени со впуском для пара колонны растворителя с тем, чтобы часть пара последней ступени обеспечивала тепло для функционирования колонны растворителя, причем давление во впуске для пара колонны растворителя ниже атмосферного.
30. Система по п.20, в которой испарители первой ступени оснащены клапанами, позволяющими изолировать соответствующий испаритель, и связанными с ними перепускными клапанами, которые позволяют перенаправить барду по трубопроводу в обход соответствующего испарителя во впуск для барды следующего испарителя.
31. Система по п.20, в которой испарители второй ступени оснащены клапанами, позволяющими изолировать соответствующий испаритель, и связанными с ними перепускными клапанами, которые позволяют перенаправить барду по трубопроводу в обход соответствующего испарителя во впуск для барды следующего испарителя.
32. Система по п.20, в которой испарители третьей ступени оснащены клапанами, позволяющими изолировать соответствующий испаритель, и связанными с ними перепускными клапанами, которые позволяют перенаправить барду по трубопроводу в обход соответствующего испарителя во впуск для барды следующего испарителя.
33. Система по п.22, в которой испарители четвертой ступени оснащены клапанами, позволяющими изолировать соответствующий испаритель, и связанными с ними перепускными клапанами, которые позволяют перенаправить барду по трубопроводу в обход соответствующего испарителя во впуск для барды следующего испарителя.
34. Система по п.20, в которой все испарители первой, второй и третьей ступени оснащены клапанами, позволяющими изолировать соответствующий испаритель, и связанными с ними перепускными клапанами, которые позволяют перенаправить барду по трубопроводу в обход соответствующего испарителя во впуск для барды следующего испарителя.
35. Система по п.20, в которой верхний выпуск бражной колонны используется для удаления паров с высоким содержанием бутанола.
12
22
12
22
12
22
12
22
12
22
36. Система по п.20, в которой фильтрат барды содержит растворитель, который в свою очередь содержит по меньшей мере одно из группы веществ, включающей жирные спирты C-C, жирные кислоты C-C, сложные эфиры жирных кислот C-C, жирные альдегиды C-C или жирные амиды C-C.
37. Система по п.20, в которой фильтрат барды содержит масло из сбраживаемого сырья.
38. Многоступенчатая испарительная система для сгущения фильтрата барды в упаренную барду, причем фильтрат барды получают как побочный продукт выделения спирта из сброженного сырья в бражной колонне, содержащая:
группу испарителей первой ступени, предназначенных для выпаривания воды из фильтрата барды с целью получения пара первой ступени и первой промежуточной барды, причем испарители первой ступени включают в себя первый, второй и третий последовательно соединенные испарители первой ступени, и причем первый испаритель первой ступени имеет впуск для барды, сообщающийся с выпуском для бражного кубового остатка бражной колонны для подачи фильтрата барды из бражного кубового остатка и выпуск для барды, предназначенный для удаления барды, и причем впуск для барды каждого последующего испарителя первой ступени сообщается с выпуском для барды предыдущего испарителя первой ступени, каждый из испарителей первой ступени имеет впуск для пара, предназначенный для подачи нагретого пара из источника пара, каждый из испарителей первой ступени имеет конфигурацию, обеспечивающую теплообмен между и нагретым паром и фильтратом барды таким образом, чтобы обеспечить постепенное испарение воды из фильтрата барды с целью получения первой промежуточной барды и пара первой ступени, и каждый из испарителей первой ступени имеет выпуск для пара первой ступени, предназначенный для выпуска пара первой ступени;
группу испарителей второй ступени, предназначенных для выпаривания воды из первой промежуточной барды с целью получения пара второй ступени и второй промежуточной барды, причем испарители второй ступени включают первый, второй и третий последовательно соединенные испарители второй ступени, и причем первый испаритель второй ступени имеет впуск для барды, соединенный с выпуском для барды третьего испарителя первой ступени, и выпуск для барды, предназначенный для удаления барды, и причем впуск для барды каждого последующего испарителя второй ступени сообщается с выпуском для барды предыдущего испарителя второй ступени, каждый из испарителей второй ступени имеет впуск для пара, соединенный с выпусками для пара первой ступени, каждый из испарителей второй ступени имеет конфигурацию, обеспечивающую теплообмен между и паром первой ступени и первой промежуточной бардой таким образом, чтобы обеспечить постепенное испарение воды из первой промежуточной барды с целью получения второй промежуточной барды и пара второй ступени, и каждый из испарителей второй ступени имеет выпуск для пара второй ступени, предназначенный для выпуска пара второй ступени;
группу испарителей третьей ступени, предназначенных для выпаривания воды из второй промежуточной барды с целью получения пара третьей ступени и упаренной барды, причем испарители третьей ступени включают в себя первый, второй и третий последовательно соединенные испарители третьей ступени, причем первый испаритель третьей ступени имеет впуск для барды, соединенный с выпуском для барды третьего испарителя второй ступени, и выпуск для барды, предназначенный для удаления барды, и причем впуск для барды каждого последующего испарителя третьей ступени сообщается с выпуском для барды предыдущего испарителя третьей ступени, каждый из испарителей третьей ступени имеет впуск для пара, соединенный с выпусками для пара второй ступени, каждый из испарителей третьей ступени имеет конфигурацию, обеспечивающую теплообмен между и паром второй ступени и второй промежуточной бардой таким образом, чтобы обеспечить постепенное испарение воды из второй промежуточной барды с целью получения упаренной барды и пара третьей ступени, и каждый из испарителей третьей ступени имеет выпуск для пара третьей ступени, предназначенный для выпуска пара третьей ступени.
39. Система по п.38, в которой все испарители первой, второй и третьей ступени оснащены клапанами, позволяющими изолировать соответствующий испаритель, и связанными с ними перепускными клапанами, которые позволяют перенаправить барду по трубопроводу в обход соответствующего испарителя во впуск для барды следующего испарителя.