Брагоректифїкаційні установки з додатковими колонами

Додаткові колони (сивушну, остаточної очистки й розгінну) можна підключати до будь-якого типу установки за необхідністю. На рис. 10.25 наведені схеми обв'язки додаткових колон. У безводній частині головної фракції, що відбирається з конденса­тора епюраційної колони, звичайно міститься 92...97 % етилового спирту і тільки 8...З % домішок. На зерно-картопляних заводах цієї фракції відбирають 2...З %, а на мелясних - 3...5 % від спирту, що надходить з бражкою. Завдяки установці колони (рис. 25, а), можна виділити основну масу спирту з ГФ, а головні домішки одержати в концентрованому вигляді, внаслідок чого вихід ректифікованого спирту підвищується з 94...96 до 98...98,5 % від спирту, введеного з бражкою.

Колона має 40...45 багатоковпачкових тарілок з міжтарілковою відстанню 170 мм, забезпечена дефлегматором і декантатором. Живлення (ГФ) подається на 24...28-у тарілку знизу, на верхню тарілку вводиться гаряча лютерна вода, а в нижню частину колони - гріюча пара. При надходженні води на верхню тарілку колони кон­центрація спирту на тарілках знижується, а леткість головних домішок збільшуєть­ся, в результаті чого вони добре вилучаються. Спирт, звільнений від домішок, вихо­дить з нижньої частини колони (кубова рідина) і надходить до бражки або в бражну колону і таким чином вводиться знову в цикл брагоректифІкації.

Головні домішки концентруються у верхній частині розгінної колони. Після конденсації пари, яка виходить з колони, одержують гетерогенну суміш, що скла­дається переважно з ефірів, альдегідів, води й невеликої кількості спирту, яка над­ходить в декантатор для розшарування.

Рис. 10.25 Схеми обв'язки додаткових колон: а - розгінної; б - остаточної очист­ки; в - сивушної; 1 - колона; 2 - дефлегматор; 3 - конденсатор; 4 - декантатор; 5 - кип'ятильник (випарник); 6 - холодильник спирту; 7 - ліхтар; 8 - холодильник сивушної фракції; 9 - гідравлічний затвор; 10 - екстрактор сивушного масла; 11 -

регулюючі клапани; 12 - вакуум-переривачі; 13-ротаметри; 14-пробний холодильник; С - вода; ГФ і ГФ' - головна фракція; ЮК - кубова рідина; ЕАК -ефіроальдегідний концентрат; Н - несконденсовані гази (до спиртовловлювача); О - залишок; PC і PC'- ректифікований спирт; СС - сивушний спирт; СФ- сивуш­на фракція; CM - сивушне масло; Л - лютерна вода; П - гріюча пара

Верхній шар, що є концентратом головної фракції (КГФ) з невеликим вмістом спирту, виводиться з установки як побічний продукт ректифікації. Нижній водний шар, у якому міститься деяка кількість головних домішок і залишок спирту надхо­дить на зрошення колони (флегма).

У колоні остаточної очистки (рис. 10.25, б) з ректифікованого спирту виділя­ють залишки головних і кінцевих домішок, внаслідок чого покращуються органо­лептичні й аналітичні показники якості спирту. Типова колона обігрівається закри­тою парою, має ЗО багатоковпачкових тарілок, 20 з них - у відгінній частині;.

Головні й кінцеві домішки, які виділені в нижній частині колони та сконцентро­вані у вигляді головної фракції, відбирають у кількості 0,5... 1 % від спирту, що введе­ний до колони. Головна фракція поступає до верхньої частини епюраційної колони, а

при наявності розгінної колони приєднується до ГФ епюраційної колони. Ректифіко­ваний спирт видаляється з нижньої частини колони. За такої схеми колона остаточної очистки працює в режимі повторної епюрації й ефективна при підвищеному вмісті метанолу, однак при цьому за нашими розрахунками кількість тарілок нележить збі­льшити до 45...60 (з них 35...45 у відгінній частині колони).

Колона остаточної очистки може працювати в режимі повторної ректифіка­ції. У цьому випадку живлення (пастеризований спирт з ректифікаційної колони) подається на 2...4-у тарілку, рахуючи знизу, а ректифікований спирт відводиться з рідкої фази з 6...10-Ї тарілки, рахуючи зверху. Спирт очищується переважно в ре­зультаті пастеризації, одночасно він трохи (на 0,2... 0,3 %) концентрується, в той час як при роботі в режимі повторної епюрації концентрація спирту знижується на 0,05...0,1 %. При експлуатації колони в режимі повторної ректифікації з куба потрі­бно відводити невелику кількість (2...5 %) спирту зниженої концентрації (біля 80 %) в ректифікаційну колону (на тарілку живлення).

У сивушній колоні відбувається подальше концентрування сивушного масла та інших про­міжних домішок, що почалося в спиртовій коло­ні. До неї подаються сивушна фракція й сивуш­ний спирт, що відбирається зі спиртової колони в зоні концентрування проміжних домішок. Ти­пова сивушна колона (рис. 10.25, в) подібна спир­товій, мас 56 багатоковпачкових тарілок, забез­печена дефлегматором і конденсатором. Обігрі­вання колони може бути як відкритою, так і за­критою парою. У відгінній частині колони вста­новлюють 15... 17 тарілок. Між відгінною та кон­центраційною частинами колони розташовують акумулятор (рис. 10.26), у якому знаходиться зна­чний об'єм спирто-водяної рідини, що забезпе­чує стабільну роботу колони. Висота шару ріди-Рис. 10.26 Акумулятор акумуляторі від 200 до 700 мм.

Живлення в колону подають на тарілку, що розташована безпосередньо над акумулятором. Концентровані проміжні продукти відбирають з акумулятора, де накопичується велика кількість сивушного масла (СМ), в результаті чого, флегма, яка надходить до нього, розшаровується, утворюючи верхній шар з високим вміс­том зазначених спиртів (концентрат сивушного масла) й нижній - підсивушний, що складається з розчину етилового спирту та інших компонентів у воді.

Частина акумулятора, в якому розміщено зливний стакан розміщеної вище тарілки, відділена перегородкою від основного об'єму так, що утворюється кише­ня. Перегородка знизу не доходить до дна, а зверху закінчується вище рівня рідини, завдяки чому кишеня сполучається з іншою частиною акумулятора і встановлю­ється спокійна поверхня рідини в кишені. На рівні рідини до кишені прикріплений ліхтар, через який відводиться з акумулятора концентрат сивушного масла (КСМ).

Етиловий спирт і головні домішки концентруються у верхній частині колони й виводяться в епюраційну колону. Інколи цей спирт відбирають як технічний. Зни­зу колони відводиться лютерна вода.

За пропозицією колишнього Укр-НДІСП на деяких заводах сивушне ма­сло виділяють методом екстрактивної ректифікації (рис. 10.27). Установка складається з екстрактивно-ректифіка­ційної колони, дефлегматора, конденса­тора, ежектора та декантатора.

Сивушна фракція у суміші з грію­чою парою вводиться в кубову частину колони, що має 8...12 тарілок. На верх­ню тарілку надходить гаряча вода з та­ким розрахунком, щоб вміст спирту в ку­бовій рідині підтримувався на рівні 1,5...З об. %. За таких умов компоненти сивушного масла концентруються в парі, що піднімається по колоні, і одержаний гетерогенний дистилят розшаровується в декантаторі. Із нього верхній шар, зба­гачений сивушним маслом, надходить на промивку в екстрактор сивушного мас­ла, а нижній (підсивушний) - на зрошен­ня екстрактивно-ректифікаційної коло­ни. Кубова рідина повертається в цикл ректифікації (звичайно, на одну із сере­дніх тарілок бражної колони).