DD279495A1 - Kolonnenschaltung in destillier-/rektifizieranlagen zur gewinnung von neutralalkohol - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft den Stoff- und Waermetransport zwischen den Kolonnen einer Destillier-/Rektifizieranlage zur Verarbeitung von Gaerungsmaische. Ihr Ziel ist es, die mit herkoemmlichen Kolonnenschaltungen verbundenen Qualitaetsnachteile zu vermeiden. Die hieraus abgeleitete Aufgabe besteht darin, durch eine veraenderte Produkt- und Waermefuehrung zwischen den Kolonnen die Abtrennung der Vorlaufbestandteile zu verbessern und gleichzeitig den Energieverbrauch zu senken. Diese Aufgabe wird in einer aus einer Vorlaufkolonne, einer mit dem Sumpf derselben verbundenen Maischekolonne und einer mit Maischebrueden beheizten Verstaerkungskolonne bestehenden Destillier-/Rektifizieranlage geloest, indem vom Kopf der Vorlaufkolonne eine Destillatleitung zum Mittelteil einer zusaetzlichen Aufarbeitungskolonne gefuehrt wird und die Verstaerkungskolonne ueber eine Bruedenleitung sowie eine Ruecklaufleitung mit dem Umlaufverdampfer der Vorlaufkolonne verbunden ist. Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Gewinnung von Neutralalkohol.

Description

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine veränderte Frodukt- und Wärmeführung zwischen Maische-, Vorlauf- und Verstärktinyskolonne die Abtrennung der Vorlauf bestandteile zu verbessern und gleichzeitig den spezifischen Energieverbrauch für die Gewinnung von Neutralalkohol zu senken.

Diese Aufgabe wird in einer aus einer Vorlaufkoionne, einer mit dem Sumpf derselben verbundenen Maischekolonna und einer mit Maischebrüden beheizten Verstärkungskolonne bestehenden Dostillier-/Rektifizieranlage gelöst, indem vom Kopf der Vorlaufkolonne eine Destillatleitunri zum Mittelteil einer zusätzlichen Aufarbeitungskolonne geführt wird und die Verstärkungskolonne über eine Brüdenleitung sowie eine Rücklaufleitung mit dem Umlaufverdampfer der Vorlaufkolonne oder einem mit dieser gekoppelten Dampferzeuger, im folgenden Wärmetauscher genannt, verbunden ist. Der Stoffdurchlauf beginnt in der Vorlsufkolonne, die mit Gärungsmaische beschickt wird. Der Zulauf erfolgt üblicherweise auf einem der obersten Böden. Die vom Kolonnkopf abgehende Leitung dient der Entfernung des Vorlaufe. Sie führt in bekannter Weise zu einem Dephlegmotor und/oder einem Kondensator, wo die vorlaufhaltigen Brüden niedergeschlagen werden. Der größere Teil geht als Rücklauf auf die Vorlaufkolonne, der kleinere über eine DestiMatleitung in die Aufarbeitungskolonne. Als solche kann die ohnedies erforderliche Na ;h.aufkolonne oder eine zusätzliche Rektifizierkolonne dienen. Die vom Sumpf der Vorlaufkolonne abgehende Leitung führt in bekannter Weise auf einon der obersten Böden der Maischekolonne. Sie dient der Weiterleitung der von Vorlaufbestandteilen befreiten Maische.

In der Maischekolonne, die wie üblich mit Frischdampf beheizt wird, erfolgt ihre Entgeisung. Die dabei gebildeten Maischebrüden werden von einer über Kopf abgehenden Leitung aufgenommen. Sie führt in das untere drittel der Verstärkungskolonne, wo die Maischebrüden zu Neutralalkohol verarbeite: werden. Dabei übertragen sie ihren Wärmeinhalt auf diese Kolonne. Die vorgenannte, zwischen Verstärkungskolonne und Wärmeaustauscher angeordnete Brüden- bzw. Rücklauf leitung, dient der Weiterführung dieser Energie an die Vorlaufkolonne. Es kann dabei vorteilhaft sein, in der Rücklaufleitung eine Abzweigung vorzusehen, über die eine Ausschleußung restlicher Vorlaufbestandteile erfolgt. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß für die Vorlaufkolonne etwa die gleiche Energie zur Verfügung steht wie für die Verstärkungskolonne. Das ermöglicht hohe Rücklaufverhältnisse und eine effektive Vorlaufabtrennung. Der Neutralalkohol wird dadurch in hervorragender Qualität und in Ausbeuten um 96% gewonnen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Kondensationowärme der Brüden der Verstärkungskolonno voll genutzt wird. Der Dampfverbrauch sinkt daher aufwerte unter 2,5kg pro Liter gewonnenen Alkohols.

Ausführungsbeispiel

Mit dem folgenden Beispiel soll die Kolonnenverschaltung näher erläutert werden. Die beigefügte Zeichnung demonstriert dies an der Vorlauf-, der Maische- und der Verstärkungskolonne.

Der Stoffdurchlauf beginnt in der Vorlaufkolonne 1. Dieser Kolonne sind zugeordnet der Wärmetauscher 2, der Kondensator 3 und der Dampfstrahlsauger 10. Die Maischezufuhr erfolgt über Leitung 1.1. Sie tritt in Höhe des obersten Bodens in die Kolonne ein. Die Beheizung erfolgt mit Brüden der Verstärkungskolonne 7. Sie werden über die Brüdenleitung 7.1 an den Wärmetauscher 2 herangeführt und als Kondensat über die Vorlage 8, die Pumpe 9 und die Rücklaufleitung 7.2 auf die Verstärkungskolonne 7 zurückgeführt. In der Vorlaufkolonne 1 erfolgt unter vermindertem Druck die Anreicherung der Vorlaufbestandteile und ihre Überkopfabtrennung. Die vom Kolonnenkopf abgehende Leitung 1.2 führt zunächst in den Kondensator 3, wo der Vorlauf niedergeschlagen wird. Von dem Kondensat geht der größere Teil als Rücklauf auf die Vorlaufkoionne 1, der kleinere über Leitung 1.2 in eine hier nicht dargestellte Aufarbeitungskolonr.j Der Sumpf der Vorlaufkolonne 1 ist über Leitung 1.3 mit dir Abstauchung 4 verbunden. Diese dient gleichzeitig als Vorlage für die Maischepumpe 5, welche das vorlauffreie Sumpfprodukt auf den obersten Boden der Maischekolonne 6 fördert. Die Maischekolonne 6 wird über Leitung 6.1 mit Dampf beheizt und dient der Entgeistung der Maische. Die alkoholfreie Schlempe läuft über eine Leitung 6.3 ab, die alkoholhaltigen Brüden gelangen über eine vom Kopf der Maischekolonne 6 abgehende Leitung 6.2 in das untere Drittel der Verstärkungskolonne 7. Sie decken den Hauptteil des Wärmebedarfs dieser Kolonne, der Rest wird in Form von Dampf über Leitung 7.6 eingetragen. Die Kolonne selbst dient der Konzentrierung des Alkohols und der Abtrennung des Nachlaufs. Ihre Produkte werden über die Leitungen 7.3 bis 7.5 abgezogen. Dies betrifft den Neutralalkohol über Leitung 7.3, den Nachlauf über Leitung 7.4 und das Lutterwasser über Leitung 7.5. Außerdem wird dem Brüdenkreislauf 7.1/7.2 über eine Abzweigung 8.1 technischer Alkohol entnommen.

Claims (3)

1. Kolonnenschaltung in Destillier-/Raktifizieranlagen zur Gewinnung von Neutralalkohol, bestehend aus einer Vorlauf-, einer Maische-, ei:ier Verstärkungs- und einer diesen nachgeordneten Aufarbeitungskolonne einschließlich der erforderlichen Kondensatoren, Dephlegmatoren und Verdampfer, bei der die Vorlaufkolonne über eine Sumpfleitung mit der Maischekolonne und diese über eine Brüdenleitung mit der Verstärkungskolonne verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß vom Dephlegmator bzw. Kondensator (3) der Vorlaufkolonne (1) eine Destiilatleitung (1.2) zum Mittelteil der Aufarbeitungskolonne geführt ist und die Verstärkungskolonne (7) über eine Brüdenleitung (7.1) sowie eine Rücklaufleitung (7.2) mit dem Wärmetauscher (2) der Vorlaufkolonne (1) in Verbindung steht.

2. Kolonnenschaltung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung (7.2) eine Abzweigung (8.1) vorgesehen ist.

3. Kolonnenschaltung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kopf der Maischekolonne (6) abgehende Brüdenleitung (6.2) in das untere Drittel der Verstärkungskolonne (7) mündet.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Dis Erfindung betrifft den Stoff- und Wärmetransport zwischen der Vorlauf-, Maische- und Verstärkungskolonne in einer Destillier/Rektifizieranlage zur Gewinnung von Neutralalkohol, insbesondere jedoch die energiesparende Abtrennung des Vor- und Nachlaufes.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Für die Herstellung von Neutralalkohol aus Gärungsmaische sind zahlreiche Kolonnenschaltungen Lekannt. Sie unterscheiden sich durch den Stoff- und Wärmetransport zwischen den Kolonnen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Wärmetransport. So bedienen sich neuere Varianten vorzugsweise der energetischen Kopplung mehrerer Kolonnen und gestatten damit eine Mehrfachnutzung des aufgewendeten Heizdampfes. Häufig geschieht dies in der Weise, daß die Verstärkungskolonne mit den Brüden der Maischekolonne beheizt wird.

Eine Kolonnenschaltung dieser Art ist in der DE-PS 2'050'212 beschrieben. Die Maischeleitung wild dabei auf die Vorlaufkolonne geführt. Von dieser geht eine Brüden- und eine Sumpfleitung ab. Über Erstere wird der Vorlauf abgezogen, über letztere die Verbindung zur Maischekolonne hergestellt. Die vom Vorlauf befreite Maische gelangt auf diesem Wege in die Maischekolonne. Vom Kopf derselben gibt es 2 Rohrleitungsvorbindungen zum Sumpf der Verstärkungskolonne. Durch die eine strömen Maischebrüden in Richtung Verstärkungskolonne, durch die andere Lutterwasser in Richtung Maischekolonne. Eine» weitere Verbindung besteht zwischen dem Kopf der Maischekolonne und dem Sumpf der Vorlaufkolonne. Über sie gelangt ein Teil der Maischebrüden in die Vorlaufkolonne. Die Beheizung der Maischekolonne erfolgt mittels Direktdampf, die der Vorlauf- und Verstärkungskolonne mittels Maischebrüden. Die erforderliche Dampfleitung wird in den Sumpf der Maischekolonne geführt. Bei einer anderen, in der DD-PS 200302 beschriebenen Schaltungsvariante kommt zu den 3 Hauptkolonnen noch ein Verdampfungskontensator hinzu. In der Kopplung von Vorlauf- und Maischekolonne gibt es Parallelen zur vorgenannten Erfindung. So mündet die Maischeleitung in die Vorlaufkolonne und diese wiederum steht mit dem Kopf der Maischekolonne in Verbindung. Die Maische gelangt also, nachdem der Vorlauf abgetrennt wurde, auf den obersten Boden der Maischekolonne. Am Fuß derselben mündet eine Dampfleitung, am Kopf geht eine Brüdenleitung ab. Letztere stellt die Verbindung zum Verdampfungskondensator her. Die in der Maischekolonne gebildeten Brüden treten dort in Wärmeaustausch mit Rücklaufflüssigkeit aus der Verstärkungskolonne. Sie wird über eine Leitung vom Mittelteil der Verstärkungskolonne herangeführt und über eine andere Leitung als teilverdampfter Produktstrom in diese zurückgeführt. Der Verdampfungskondensator ist außerdem durch eine Leitung mit dem Sumpf der Vcrlaufkolonne und eine weitere mit dem Mittelteil der Verstärkungskolonne veibunden. Über erstere werden die nichtkondensierten Maischebrüden, über letztere das Brüdenkondensat abgeführt. Die nichtkondensierten Maischebrüden übernehmen die Beheizung der Vorlaufkolonne. Die Beheizung der Verstärkungskolonne erfolgt mit der teilverdampften Rücklaufflüssigkeit und mit Direktdampf. Beide Schaltungen haben den Nachteil, daß die Vorlaufabtrennung unzureichend ist und der gewonnene Alkohol nicht mehr den Qualitätsanforderungen für Neutralalkohol entspricht. Hinzu kommt, daß die den Brüden der Verstärkungskolonne innewohnende Energie nicht oder nur unvollständig genutzt wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die mit der bekannten Kopplung von Vorlauf-, Maische- und Verstärkungskolonne verbundene Qualitätsnachteile zu vermeiden. Bei den Brüden der Verstärkungskolonne sollen außerdem die Energieverluste verringert werden.