FR2507617A1 - Triple distn. column plant installation for superfine alcohol prodn. - has heat exchanging condenser at head of each column for substantial energy savings - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention se rapporte à une installation -de production d'alcool rectifié extra neutre surfin. The invention relates to a plant for the production of rectified extra neutral rectified alcohol.
Une installation de fabrication d'un tel alcool comprend au moins trois colonnes de distillation, dont une#co- lonne d'épuration, une colonne de rectification et une colonne de déméthanolage. An installation for manufacturing such an alcohol comprises at least three distillation columns, including a purification column, a rectification column and a demethanolization column.
Pour cette production, l'installation reçoit des alcools bruts, à haut degré de concentration, c'est à dire supérieur à quatre vingt douze pour cent en volume , communément dénommés "flegmes", qui parcourent successivement les trois colonnes, et ce, dans l'ordre ci-dessus. For this production, the installation receives raw alcohols, with a high degree of concentration, that is to say greater than ninety-two percent by volume, commonly called "phlegm", which successively run through the three columns, and this, in the above order.
Préalablement à ce parcours des trois colonnes, les flegmes subissent une dilution dans de l'eau ce qui, en effet, est indispensable à l'obtention de l'épuration souhaitée, car plus la dilution à l'entrée de l'épurateur aura été forte, meilleure sera la dite épuration qui est alors généralement dénommée hydrosélection. Prior to this course of the three columns, the phlegm undergoes a dilution in water which, in fact, is essential for obtaining the desired purification, because the more the dilution at the inlet of the purifier the stronger, the better the so-called purification, which is then generally called hydroselection.
En tête de la colonne d'hydrosélection, une partie des vapeurs est reconcentrée à quatre vingt douze pour cent pour en extraire l'alcool dit "mauvais goût" utilisé à des fins autres qu'alimentaires et par exemple pour former l'alcool à brûler. At the head of the hydroselection column, a portion of the vapors is reconcentrated at ninety-two percent to extract the alcohol known as "bad taste" used for purposes other than food and for example to form methylated spirits .
A partir d'une certaine dilution du flegme, cette concentration n'est plus opérée directement. From a certain dilution of phlegm, this concentration is no longer operated directly.
En effet, en tête de la colonne d'épuration, on soutire alors de préférence l'alcool à bas degré de concentration pour ne le concentrer que dans une quatrième colonne de distillation, dite colonne des têtes d'épuration. Indeed, at the head of the purification column, the alcohol is then preferably withdrawn at a low degree of concentration so as to concentrate it only in a fourth distillation column, called column of the purification heads.
Qu'il s'agisse d'une installation à trois ou quatre colonnes, chacune de ces colonnes doit être pourvue à sa base d'un moyen de chauffage apte à provoquer l'ébullition du liquide présent à cette base qui forme donc un pot bouilleur. Whether it is an installation with three or four columns, each of these columns must be provided at its base with a heating means capable of causing the boiling of the liquid present at this base which therefore forms a boiling pot .
Les vapeurs ainsi dégagées doivent avoir une pression suffisante pour remonter vers la tête de la colonne en traversant pour cela plusieurs fois au moins un liquide circulant à contre courant en se déversant en cascade sur une succession de plateaux prévus à cet effet. The vapors thus released must have sufficient pressure to rise towards the head of the column by crossing for this several times at least one liquid circulating against the current by pouring in cascade on a succession of plates provided for this purpose.
Ainsi parvenues en tête des colonnes après avoir tra versé le liquide s'écoulant sur les plateaux, les vapeurs doivent alors être condensées pour, outre l'extraction de l'alcool "mauvais goût" ou du méthanol selon la colonne dont il s'agit, créer un retour d'alcool, en tête de colonne. Thus arriving at the head of the columns after having poured the liquid flowing on the plates, the vapors must then be condensed for, in addition to the extraction of the alcohol "bad taste" or methanol according to the column in question , create a return of alcohol, at the top of the column.
C'est en effet ce retour, dénommé "rétrogradation", qui permet d'opérer dans chaque colonne la concentration et le travail de classement des alcools et des impuretés. It is indeed this return, called "demotion", which makes it possible to operate in each column the concentration and the work of classification of alcohols and impurities.
Dans les réalisations connues à ce jour, alors que
- d'une part, pour obtenir cette condensation de la vapeur de chacune des têtes de colonne, cette vapeur doit être envoyée dans un faisceau tubulaire d'un échangeur qui, pour son refroidissement, doit lui même être plongé dans de l'eau constamment renouvelée,
- d'autre part, pour chauffer les bases des quatre colonnes celles-ci doivent recevoir, généralement indépendamment les unes des autres, de la vapeur vive qui doit elle même être produite expressément dans une chaudière par exemple au fuel.In the achievements known to date, while
on the one hand, to obtain this condensation of the vapor from each of the column heads, this vapor must be sent into a tubular bundle of an exchanger which, for its cooling, must itself be immersed in water constantly renewed,
- on the other hand, to heat the bases of the four columns they must receive, generally independently of each other, live steam which must itself be produced expressly in a boiler, for example fuel oil.
Par hectolitre de flegmes traités, la consommation de vapeur vive des bouilleurs de chaque colonne d'une installation classique, peut être évaluée à cent kilogrammes pour la colonne d'épuration et sa colonne des têtes d'épuration, à deux cents kilogrammes pour la colonne de rectification et à soixante cinq kilogrammes pour la colonne de déméthanolage soit au total trois cent soixante kilogrammes de vapeur vive. Per hectolitre of phlegms treated, the consumption of live steam from the boilers of each column of a conventional installation can be evaluated at one hundred kilograms for the purification column and its column for the purification heads, at two hundred kilograms for the column rectification and sixty five kilograms for the demethanol column, for a total of three hundred and sixty kilograms of live steam.
Pour produire toute cette vapeur vive, la chaudière doit développer une quantité de chaleur qui peut être évaluée à deux cent cinquante thermies par hectolitre d'alcool surfin produit. To produce all this live steam, the boiler must develop a quantity of heat which can be evaluated at two hundred and fifty therms per hectolitre of superfine alcohol produced.
Une chaudière d'une telle puissance consomme évidemment beaucoup d'énergie primaire. A boiler of such power obviously consumes a lot of primary energy.
Un résultat que l'invention vise à obtenir est une installation de production d'alcool rectifié surfin qui consomme trois fois moins d'énergie primaire. A result which the invention aims to obtain is a plant for the production of rectified superfine alcohol which consumes three times less primary energy.
A cet effet, elle a pour objet une installation du type cité plus haut notamment caractérisée en ce que chacun des échangeurs auxquels accèdent les vapeurs parvenues en tête des colonnes principales, consiste en un évaporateur dans le quel les dites vapeurs se condensent à l'extérieur des tubes d'un faisceau tubulaire dans lequel, afin que les vapeurs en assurent le chauffage, est amené par un circuit spécial le liquide prélevé à la base d'une colonne tel l'alcool surfin présent à la base de la colonne de déméthanolage ou les eaux dites flegmasses, présentes à la base de la colonne de rectification. To this end, it relates to an installation of the type mentioned above, in particular characterized in that each of the exchangers to which the vapors which reach the head of the main columns have access, consists of an evaporator in which the said vapors condense outside tubes of a tube bundle in which, so that the vapors provide heating, is brought by a special circuit the liquid taken from the base of a column such as the superfine alcohol present at the base of the demethanolization column or the so-called phlegmasses, present at the base of the rectification column.
L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite, à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente, schématiquement, une installation selon l'invention. The invention will be better understood with the aid of the description given below, by way of nonlimiting example, with reference to the attached drawing which schematically represents an installation according to the invention.
En se reportant au dessin on voit que l'installation comprend trois colonnes principales 1, 2, 3 dont une colonne d'épuration 1, une colonne de rectification 2 et une colonne de déméthanolage 3. Referring to the drawing, it can be seen that the installation comprises three main columns 1, 2, 3 including a purification column 1, a rectification column 2 and a demethanolization column 3.
La conduite 8 en sortie de la colonne de déméthanolage 3 débite l'alcool surfin. Line 8 at the outlet of the demethanolization column 3 delivers the superfine alcohol.
Pour améliorer l'épuration, préalablement à ce parcours les#flegmes subissent une dilution à l'aide de flegmasses qu'une conduite 9 prélève à la base de la colonne de rectification 2 pour, au moyen d'une pompe 10, les amener en tête de la colonne d'épuration qui opère par hydrosélection. To improve the purification, prior to this course the # phlegm undergoes a dilution using phlegmasses which a pipe 9 takes from the base of the rectification column 2 in order, by means of a pump 10, to bring them into head of the purification column which operates by hydroselection.
Les vapeurs alcooliques présentes, en tête des colonnes 1, 2, 3 sont prélevées par des conduites 11, 12, 13 qui les amènent séparément à des échangeurs distincts 14, 15, 16 pour, à leur sortie 17, 18, 19, d'une part en extraire l'alcool "mauvais goût" 20, 21 ou le méthanol 22, selon la colonne 1, 2 ou 3 dont il s'agit, et, d'autre part, créer en tête de chaque colonne un retour 23, 24, 25 apte à opérer la concentration et le travail de classement des alcools et impûretés. The alcoholic vapors present at the head of columns 1, 2, 3 are taken off via pipes 11, 12, 13 which bring them separately to separate exchangers 14, 15, 16 for, at their outlet 17, 18, 19, from on the one hand, extract the "bad taste" alcohol 20, 21 or methanol 22, according to column 1, 2 or 3 in question, and, on the other hand, create a return 23 at the top of each column, 24, 25 able to carry out the concentration and work of classification of alcohols and impurities.
Dans l'exemple représenté, l'installation comprend aussi une- colonne des têtes d'épuration 26 assurant la concentration de l'alcool qui peut de ce fait être soutiré à bas degré de concentration en tête de la colonne d'hydrosélection 1. In the example shown, the installation also comprises a column of purification heads 26 ensuring the concentration of the alcohol which can therefore be drawn off at a low degree of concentration at the head of the hydroselection column 1.
Les vapeurs en tête de cette quatrième colonne sont également, par une conduite 27, amenées à un échangeur 28, à savoir un condenseur comprenant un faisceau tubulaire refroidi par de l'eau, en sortie 29 duquel est extrait l'alcool "mauvais goût" 20 et créé un retour 30 en tête de la quatrième colonne 26. The vapors at the head of this fourth column are also, via a line 27, brought to an exchanger 28, namely a condenser comprising a tubular bundle cooled by water, at the outlet 29 from which the alcohol "bad taste" is extracted 20 and creates a return 30 at the top of the fourth column 26.
Chacune des colonnes 1, 2, 3, 26 est pourvue à sa base d'un moyen de chauffage apte à provoquer l'ébullition du liquide présent à cette base et à donner aux vapeurs une pression suffisante pour leur permettre de remonter vers la tête en traversant plusieurs fois le liquide 31 circulant à contre courant en se déversant en cascade d'une succession de plateaux 32, 33. Each of the columns 1, 2, 3, 26 is provided at its base with a heating means capable of causing the boiling of the liquid present at this base and of giving the vapors sufficient pressure to allow them to rise towards the head in crossing several times the liquid 31 circulating against the current, pouring out in a cascade of a succession of plates 32, 33.
Selon une caractéristiques de l'invention, les échangeurs 14, 15, 16 auxquels parviennent les conduites 11, 12, 13, qui en tête des colonnes 1, 2, 3 prélèvent les vapeurs alcooliques,
- ne consistent pas chacun en un condenseur comprenant un faisceau tubulaire plongé dans de l'eau de refroidissement mais,
- consistent chacun en un évaporateur dans lequel les vapeurs alcooliques se condensent à l'extérieur des tubes d'un faisceau tubulaire dans lequel circule le liquide prélevé à la base d'une colonne afin que les vapeurs alcooliques, amenées à cet évaporateur, assurent le chauffage de ce liquide tel l'alcool surfin prélevé par une conduite 34 à la base de la colonne de déméthanolage 3 ou les eaux, généralement dénommées "flegmasses", prélevées par une conduite 35 à la base de la colonne de rectification 2.According to one characteristic of the invention, the exchangers 14, 15, 16 to which the pipes 11, 12, 13 arrive, which at the head of the columns 1, 2, 3 take the alcoholic vapors,
- do not each consist of a condenser comprising a tube bundle immersed in cooling water but,
- each consist of an evaporator in which the alcoholic vapors condense outside the tubes of a tubular bundle in which the liquid sampled at the base of a column circulates so that the alcoholic vapors, brought to this evaporator, ensure the heating of this liquid such as the superfine alcohol sampled by a pipe 34 at the base of the demethanolization column 3 or the waters, generally called "phlegmasses", sampled by a pipe 35 at the base of the rectification column 2.
Les vapeurs alcooliques prélevées en tête de la colonne d'épuration 1 pouvant avoir, grâce à l'augmentation de la dilution, une température élevée de l'ordre de quatre vingt dix huit degrés, elles parviennent à chauffer suffisamment par exemple à environ quatre vingt trois degrés, le surfin prélevé à la base de la colonne de déméthanolage lequel surfin, lorsqu'il est à la pression atmosphérique, bout à soixante dix huit degrés et demi. The alcoholic vapors taken from the top of the purification column 1 may have, thanks to the increase in dilution, a high temperature of the order of ninety eight degrees, they manage to heat sufficiently for example to around ninety three degrees, the surfin taken from the base of the demethanol column which surfin, when it is at atmospheric pressure, boils at seventy eight and a half degrees.
Ces vapeurs suffisent donc pour produire à elles seules la chaleur nécessaire à la colonne de déméthanolage qui peut donc être mise en série avec la colonne d'épuration. These vapors are therefore sufficient to produce by themselves the heat necessary for the demethanolization column which can therefore be placed in series with the purification column.
Le circuit 34 y retourne donc directement. Circuit 34 therefore returns there directly.
Par contre, en tête des colonnes de rectification 2 et de déméthanolage 3, dans lesquelles l'alcool n'est pas dilué, les vapeurs qui n'ont qu'une température de soixante dix huit degrés et demi, ne parviennent qu'à porter les flegmasses à une température de soixante treize degrés environ, alors qu tà la base de la colonne d'épuration 1, comme de la colonne des têtes d'épuration 26 et de la colonne de rectification 2, il faut, pour le faire bouillir, porter le liquide à cent six degrés environ. On the other hand, at the head of the rectification 2 and demethanolage 3 columns, in which the alcohol is not diluted, the vapors which have only a temperature of seventy-eight and a half degrees, only succeed in carrying the phlegmasses at a temperature of about seventy-three degrees, while at the base of the purification column 1, like the column of the purification heads 26 and the rectification column 2, in order to boil it, bring the liquid to about one hundred and six degrees.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, chacune des conduites 36, 37 en sortie de ceux 15, 16 des é- vaporateurs qui sont raccordés en tête des colonnes de rectification 2 et de; déméthanolage 3, est raccordée à la conduite 38, 39 d'entrée à la base de la colonne d'épuration 1 ou de la colonne de rectification 2 voire même à la conduite 40 d'entrée à la base de la colonne des têtes d'épuration 26, par l'intermédiaire d-'un compresseur mécanique 41. According to an essential characteristic of the invention, each of the pipes 36, 37 at the outlet of those 15, 16 of the evaporators which are connected at the head of the rectification columns 2 and of; demethanol 3, is connected to the inlet line 38, 39 at the base of the purification column 1 or the rectification column 2 or even to the inlet line 40 at the base of the head column purification 26, by means of a mechanical compressor 41.
Le compresseur crée dans les évaporateurs 15, 16 un vide relatif suffisant pour que les flegmasses s'évaporent à basse température ; par exemple, une- pression de zéro bar trente cinq absolu suffira pour faire bouillir l'eau à soixante treize degrés. The compressor creates in the evaporators 15, 16 a relative vacuum sufficient for the phlegmasses to evaporate at low temperature; for example, a pressure of zero bar thirty five absolute will suffice to boil the water to seventy three degrees.
Par le compresseur 41, les vapeurs d'eau à basse pression sont alors comprimées à une pression de l'ordre d'un bar trente deux absolu de manière à élever leur température jusqu'aux cent six degrés#nécessaires. By the compressor 41, the low pressure water vapors are then compressed to a pressure of the order of one bar thirty two absolute so as to raise their temperature to the one hundred and six degrees # necessary.
Pour obtenir dans les évaporateurs un tel rendement d'échange, l'homme de métier saura évidemment qu'il peut jouer sur les surfaces d'échange des évaporateurs. To obtain such an exchange efficiency in evaporators, the skilled person will obviously know that he can play on the exchange surfaces of the evaporators.
Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, l'installation ne comprend qu'un seul compresseur recevant, indifféremment à son entrée 42, les vapeurs basse pression des deux évaporateurs 15, 16 et distribuant, par sa sortie 43, sa vapeur haute pression dans les trois conduites 38, 39, 40 entre lesquelles la répartition est opérée par des vannes 44, 45 montées respectivement sur les conduites 38 et 40 afin d'envoyer environ les deux tiers de la vapeur haute pression à la base de la colonne de rectification par une vanne 45 et le tiers restant de la vapeur haute pression tant à la base de la colonne d'hydrosélection qu'à celle de la colonne des têtes d'épuration. According to another essential characteristic of the invention, the installation comprises only a single compressor receiving, indifferently at its inlet 42, the low pressure vapors from the two evaporators 15, 16 and distributing, via its outlet 43, its high pressure steam in the three lines 38, 39, 40 between which the distribution is effected by valves 44, 45 mounted respectively on lines 38 and 40 in order to send approximately two thirds of the high pressure steam to the base of the rectification column by a valve 45 and the remaining third of the high pressure steam both at the base of the hydroselection column and that of the column of the purification heads.
Grâce à cette technique, toutes les colonnes principales sont chauffées directement (colonnes 1, 2, 26) ou par l'intermédiaire de la colonne 1 (colonne 3) exclusivement par les vapeurs recompressées dans le compresseur 41. Thanks to this technique, all the main columns are heated directly (columns 1, 2, 26) or via column 1 (column 3) exclusively by the vapors recompressed in the compressor 41.
Bien entendu, les colonnes de rectification, d'épuration et des têtes d'épuration, auront été adaptées pour fonctionner avec une alimentation par un seul compresseur et donc avec la même pression de vapeur à leur base. Of course, the rectification, purification columns and purification heads will have been adapted to operate with a supply by a single compressor and therefore with the same vapor pressure at their base.
Pour ce faire, l'homme de métier sait évidemment qu'il peut jouer sur le nombre et les caractéristiques des plateaux des différentes colonnes. To do this, the skilled person obviously knows that he can play on the number and characteristics of the plates of the different columns.
L'énergie consommée par l'installation se limite donc à celle consommée par les moteurs, par exemple électriques, (non représentés) entraînant le compresseur 41 et les pompes 6, 10 qui, au total, devraient consommer environ vingt sept kilowatts par hectolitre. The energy consumed by the installation is therefore limited to that consumed by the motors, for example electric, (not shown) driving the compressor 41 and the pumps 6, 10 which, in total, should consume approximately twenty seven kilowatts per hectolitre.
L'énergie électrique ainsi consommé se traduit par un excédent de vapeurs suffisant pour compenser les pertes thermiques à travers le calorifuge et pour chauffer la colonne des têtes d'épuration dont les vapeurs de tête ne sont pourtant pas captées. The electrical energy thus consumed results in an excess of vapors sufficient to compensate for the heat losses through the insulation and to heat the column of the purification heads, the head vapors of which are however not captured.
Par sécurité, pour prévenir un arrêt de l'installation dû à une panne du réseau de distribution du courant électrique, ce qui provoquerait un déclassement des impûretés sur tous les plateaux, l'installation pourra comprendre un groupe électrogène de secours. For safety, to prevent the installation from stopping due to a breakdown of the electrical power distribution network, which would cause downgrading of impurities on all the trays, the installation may include an emergency generator.
La durée de mise en service du groupe n'excédant pas une demi-heure, il suffit pour assurer la continuité, de prévoir une chaudière de faible puissance apte à maintenir temporairement dans les colonnes un débit des vapeurs juste suffisant pour éviter un déclassement des impûretés. The duration of commissioning of the group does not exceed half an hour, it is enough to ensure continuity, to provide a low-power boiler capable of temporarily maintaining in the columns a flow rate of vapors just sufficient to avoid downgrading of impurities .
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8112903A FR2507617A1 (en) | 1981-06-10 | 1981-06-10 | Triple distn. column plant installation for superfine alcohol prodn. - has heat exchanging condenser at head of each column for substantial energy savings |
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Publication Number | Publication Date |
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FR2507617A1 true FR2507617A1 (en) | 1982-12-17 |
FR2507617B1 FR2507617B1 (en) | 1984-03-16 |
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ID=9260051
Family Applications (1)
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FR8112903A Granted FR2507617A1 (en) | 1981-06-10 | 1981-06-10 | Triple distn. column plant installation for superfine alcohol prodn. - has heat exchanging condenser at head of each column for substantial energy savings |
Country Status (1)
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Cited By (2)
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-
1981
- 1981-06-10 FR FR8112903A patent/FR2507617A1/en active Granted
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Also Published As
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FR2507617B1 (en) | 1984-03-16 |
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