Централізована переробка головної фракції етилового спирту

Для спиртових заводів потужністю менше 2 тис.дал/добу застосування розгін­ної колони у системі БРУ економічно недоцільне з причини невеликої кількості ГФ та відсутності серійних колон малого діаметра. Для переробки ГФ таких заводів розроблені установки централізованої розгонки ГФ.

На мал. 15.18 наведена розроблена в НУХТ установка централізованої розгонки ГФ, запроваджена на Наумівському та Новокубанському спиртзаводах. Установка спроектована на базі типової БРУ потужністю 2000 дал ректифікованого спирту на

добу, яка доповнена розгінною колоною діаметром 1800 мм з 45 багатоковпачковими тарілками, ЗО з яких - у відгіннІй частині. Вихід ректифікованого спирту з ГФ скла­дає 90... 94%, відбір КГФ - 4...8%. Установка забезпечує стабільне виробництво спирту вищої очистки при вмісті альдегідів у вихідній ГФ не більше 20 тіл. Витрати гріючої пари на розгінну колону складають 20 кг/дал, води на гідроселе-кцію - 9,2... 9,5 дал/дал а. а. при відношенні L/C у відгінній частині 7,3... 7,5. Концентра­ція спирту у кубі розгінної колони при відкритому обігріві - 5...7 об.%. Загальні витрати гріючої пари на установку - 60... 80 кг/дал, охолоджуючої води - 0,4... 0,6 м³/дал а.а.

В установці передбачена роздрібнена конденсація домішок у розгінній колоні.

Фракції, збагачені метанолом та іншими леткими домішками з епюраційної (ГФ) та спиртової колон (НС), надходять до підігрівача, де нагріваються до кипіння теплотою кубової рідини відгінної колони. Парорідинна суміш, що виходить з піді­грівача, подається у паровий простір над верхньою тарілкою розгінної колони, зві­дки разом з основним паровим потоком проходить крізь барабани дефлегматора та конденсатор, у яких відбувається їх роздрібнена конденсація. У перших трьох бара­банах конденсуються в основному висококиплячі компоненти - вода, вищі спирти, складні ефіри, етанол. Метиловий спирт разом з низькокиплячими альдегідами, проходить до конденсатора, звідки у вигляді альдегідно-метанольного концентрату (АМК) виводиться з установки. Ефіри у концентрованому вигляді (ЕК) відбира­ються з верхньої частини декантатора.

Установка передбачена для переробки ГФ різного походження, з вмістом не більше 0,5% метилового спирту.

Для централізованої переробки ГФ зернокартопляних заводів, що містить зна­чну кількість метанолу, співробітниками ВИДІ харчової біотехнології була створе­на установка (рис. 15.19), яка відрізняється тим, що в спиртовій колоні відбуваєть­ся виділення ізобутилової та пропілової фракцій, які містять ненасичені сполуки. Вказані фракції відбираються у кількості 2...3% з 23-25 та 40-42 тарілок відповід­но, рахуючи знизу.

У спиртовій колоні передбачається відбір низькосортного спирту, збагаченого метанолом та іншими леткими домішками, який направляється на повторну епю-рацію. Крім того, колони - спиртова, епюраційна та остаточного очищення додат­ково оснащуються 20, 15 та 10 тарілками відповідно. Гідроселекція домішок у да­ній установці не передбачається. Розведення ГФ до 20... 25 об.% здійснюється у змішувачі перед подачею на епюрацію. Таке рішення зумовлює створення у верх­ній частині епюраційної колони високої концентрації етилового спирту, що знижує ступінь вилучення та концентрування домішок та призводить до їх проникнення у кубову рідину, а потім і до зони відбору ректифікованого спирту. Витрати пари на установку 60... 70 кг/дал, води - 0,5... 0,6 м³/дал, електроенергії - 0,05 кВттод/дал, вихід ректифікованого спирту - 90... 91 об.% а.а., що вводиться до установки з ГФ, Необхідність забезпечення рівномірного перетоку великої кількості різних фракцій в установці погіршує її експлуатаційні характеристики.

На рис. 15.20 представлено схему установки УкрНДІспиртбіопроду, призначе­ну як для переробки мелясної, так і зернокартопляної ГФ. її особливістю є внутрі-

шньоколонна хімічна обробка водно-спиртових розчинів соляною кислотою, лугом та перманганатом калію. Недоліком цієї установки є слабка гідроселекція в першій епюраційній колоні (міцність кубової рідини 25... 35 об.%). У результаті в її конце­нтраційній частині створюється зона високої концентрації етилового спирту, що перешкоджає ефективному вилученню та концентруванню домішок.

Внутрішньоколонна хімічна обробка спиртопродуктів суттєво впливає на еко­номічні та експлуатаційні показники. Крім того, при взаємодії оцтового альдегіду, вміст якого у ГФ сягає ЗО г/л, з лугом складаються умови створення кротонового альдегіду, інтенсивність створення якого прямо пропорційна концентрації лугу та альдегіду. Це, очевидно, одна з причин невисокої якості ректифікованого спирту за пробою на окислюваність.

З метою вилучення метанолу при переробці зернокартопляної ГФ в установці передбачається попередня її епюрація, для чого необхідна додаткова витрата грію­чої пари у кількості 8... 10 кг/дал а. а. Таке рішення не дозволяє повністю вирішити проблему вилучення метанолу, тому що до складу вихідної ГФ, крім метилового спирту входять і інші домішки, кількість яких може перевищувати у декілька разів вміст метанолу. У відповідності до закону Дальтона, загальний тиск насиченої пари над розчином дорівнює сумі парціальних тисків летких компонентів, що входять до цього розчину.

При заданому зовнішньому тиску парціальний тиск кожного компонента про­порційний його вмісту у рідині. Таким чином, парціальний тиск метанолу та, від­повідно, його концентрація у парі залежить від кількості та концентрації інших компонентів у розчині, та чим їх більше, тим менше метанолу у парі. Для ефектив­ного виділення метанолу необхідно піддавати епюрації водно-спиртову рідину, ма­ксимально звільнену від інших летких домішок.

Вибір схеми централізованої розгонки ГФ потребує всебічного аналізу умов роботи заводу, який проводиться у процесі виконання проектних робіт спеціалізо­ваними організаціями.

Концентрат головної фракції може піддаватись розгонці на окремі компонен­ти з метою одержання товарних продуктів.