RU2343196C1 - Vertical shell-and-tube apparatus for vapour condensation and concentration of ethyl alcohol admixtures - Google Patents
Vertical shell-and-tube apparatus for vapour condensation and concentration of ethyl alcohol admixtures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343196C1 RU2343196C1 RU2007124900/13A RU2007124900A RU2343196C1 RU 2343196 C1 RU2343196 C1 RU 2343196C1 RU 2007124900/13 A RU2007124900/13 A RU 2007124900/13A RU 2007124900 A RU2007124900 A RU 2007124900A RU 2343196 C1 RU2343196 C1 RU 2343196C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- alcohol
- pipes
- liquid
- section
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к спиртовой промышленности, в частности к аппаратам для получения пищевого ректификованного спирта.The invention relates to the alcohol industry, in particular to apparatus for producing rectified food alcohol.
Известна эпюрационная колонна, на верхнюю тарелку которой подают гидроселекционную воду и осуществляют концентрирование примесей этилового спирта в ее концентрационной части за счет массообмена между жидкой и паровой фазами на контактных устройствах, а также в дефлегматоре, где проводят конденсацию пара и его массообмен с флегмой на внешней поверхности трубок, заполненных охлаждающей жидкостью (Перелыгин В.М., Паршина Т.А., Никитина С.Ю. Способ получения ректификованного спирта. Патент РФ №2243811 по заявке №2002131193/13 21.11.2002. В01D/14).A known scrubbing column, on whose top plate hydroselective water is supplied and ethanol impurities are concentrated in its concentration part, is caused by mass transfer between the liquid and vapor phases on contact devices, as well as in a reflux condenser, where steam is condensed and mass transferred with reflux on the external surface tubes filled with coolant (Perelygin V.M., Parshina T.A., Nikitina S.Yu. Method for producing rectified alcohol. RF patent No. 22383811 by application No. 2002131193/13 11/21/2002. B01D / 14).
Однако данный аппарат не позволяет получать высокую концентрацию примесей в паре, отводимом из дефлегматора, что вызывает необходимость использования разгонной колонны для дополнительного концентрирования примесей и приводит к увеличению материальных и энергетических затрат на производство ректификованного спирта.However, this apparatus does not allow to obtain a high concentration of impurities in the vapor discharged from the reflux condenser, which necessitates the use of a booster column for additional concentration of impurities and leads to an increase in material and energy costs for the production of rectified alcohol.
Наиболее близким к предлагаемому является вертикальный кожухотрубный дефлегматор, в котором процесс конденсации пара сочетается с концентрированием примесей в результате массообмена между поднимающимся вверх паром и стекающей вниз флегмой на внешней поверхности трубок с охлаждающей жидкостью (П.С.Цыганков. Брагоректификационные установки. Москва. Пищевая промышленность, 1970. с.247).Closest to the proposed one is a vertical shell-and-tube reflux condenser, in which the steam condensation process is combined with the concentration of impurities as a result of mass transfer between steam rising upward and reflux flowing down on the outer surface of the coolant tubes (P.S. Tsygankov. Refining units. Moscow. Food industry. , 1970.S. 247).
Однако эффект концентрирования примесей в этом аппарате недостаточен из-за непродолжительности контакта между жидкостью и паром, повышения концентрации спирта и уменьшения коэффициентов испарения примесей в процессе конденсации пара.However, the effect of the concentration of impurities in this apparatus is insufficient due to the short contact between the liquid and the vapor, an increase in the concentration of alcohol, and a decrease in the evaporation coefficients of the impurities during the vapor condensation.
Задачами изобретения являются повышение концентрации примесей этилового спирта в водно-спиртовом паре в процессе его конденсации, уменьшение количества охлаждающей жидкости, повышение качества ректификованного спирта и снижение затрат на его производство.The objectives of the invention are to increase the concentration of impurities of ethyl alcohol in water-alcohol steam during its condensation, reduce the amount of coolant, improve the quality of rectified alcohol and reduce the cost of its production.
Указанные задачи достигаются тем, что в вертикальном кожухотрубном аппарате для конденсации пара и концентрирования примесей этилового спирта имеется цилиндрический корпус с днищем и крышкой, разделенный двумя горизонтальными перегородками на нижнюю, среднюю и верхнюю секции, при этом нижняя и верхняя секции связаны между собой заполненными теплопроводящей насадкой трубами для пропускания содержащего головные и промежуточные примеси водно-спиртового пара из нижней секции в верхнюю, а также гидроселекционной воды и водно-спиртовой жидкости из верхней секции в нижнюю, верхние торцы труб оснащены пилообразными кромками и распределительными устройствами, обеспечивающими равномерное орошение насадки поступающей из верхней секции в трубы жидкостью, а нижние торцы труб оборудованы сетчатыми перегородками для поддержания насадки, средняя секция, имеющая нижний патрубок для ввода в ее межтрубное пространство охлаждающей жидкости и верхний патрубок для вывода этой жидкости из межтрубного пространства, предназначена для конденсации в трубах водно-спиртового пара с передачей выделяющегося при этом тепла охлаждающей жидкости через стенки труб и насадки и для концентрирования головных и промежуточных примесей этилового спирта в процессе массообмена между жидкостью и паром на поверхности элементов насадки и внутренней поверхности труб, верхняя секция имеет патрубки для ввода гидроселекционной воды и водно-спиртовой жидкости и патрубок для вывода обогащенного примесями водно-спиртового пара, а нижняя секция снабжена патрубками для ввода водно-спиртового пара и отвода очищенной от примесей флегмы.These tasks are achieved by the fact that in a vertical shell-and-tube apparatus for condensation of steam and concentration of ethyl alcohol impurities there is a cylindrical body with a bottom and a lid, divided by two horizontal partitions into lower, middle and upper sections, while the lower and upper sections are interconnected by filled heat-conducting nozzle pipes for passing water-alcohol vapor containing head and intermediate impurities from the lower section to the upper, as well as hydroselective water and water-alcohol fluids from the upper section to the lower, the upper ends of the pipes are equipped with sawtooth edges and distributors that provide uniform irrigation of the nozzle with liquid coming from the upper section into the pipes, and the lower ends of the pipes are equipped with mesh partitions to support the nozzle, the middle section having a lower nozzle for input into it the annular space of the coolant and the upper pipe for the withdrawal of this fluid from the annular space, is intended for condensation in pipes of water-alcohol steam with giving the heat of the coolant released at the same time through the walls of the pipes and nozzles and for concentrating the head and intermediate impurities of ethyl alcohol during mass transfer between the liquid and steam on the surface of the nozzle elements and the inner surface of the pipes, the upper section has nozzles for introducing hydroselective water and water-alcohol liquid and a pipe for outputting water-alcohol steam enriched with impurities, and the lower section is equipped with pipes for water-alcohol steam input and removal of reflux purified from impurities.
Применение предлагаемого аппарата позволит снизить остаточное содержание примесей во флегме, выходящей через патрубок из его нижней секции в результате дополнительного концентрирования примесей в водно-спиртовом паре труб аппарата путем подачи гидроселекционной воды через патрубок в верхнюю секцию, увеличения коэффициентов испарения примесей и протекания массообмена между жидкой и паровой фазами на поверхности элементов насадки в трубах средней секции, что повышает качество ректификованного спирта. Кроме того, подача в аппарат гидроселекционной воды снижает концентрацию этилового спирта в жидкости и паре, что обусловливает повышение температуры при движении снизу вверх по высоте труб в средней секции, снижение расхода охлаждающей жидкости и затрат на получение ректификованного спирта повышенного качества.The use of the proposed apparatus will reduce the residual content of impurities in the reflux exiting through the pipe from its lower section as a result of additional concentration of the impurities in the water-alcohol pair of pipes of the device by supplying hydroselective water through the pipe to the upper section, increasing the coefficients of evaporation of the impurities and the mass transfer between the liquid and vapor phases on the surface of the nozzle elements in the pipes of the middle section, which increases the quality of rectified alcohol. In addition, the supply of hydroselective water to the apparatus reduces the concentration of ethyl alcohol in the liquid and vapor, which causes an increase in temperature when moving from bottom to top along the height of the pipes in the middle section, a decrease in the flow rate of the coolant and the cost of obtaining rectified alcohol of high quality.
На чертеже схематично представлен вертикальный кожухотрубный аппарат для конденсации пара и концентрирования примесей этилового спирта.The drawing schematically shows a vertical shell-and-tube apparatus for condensation of steam and concentration of impurities of ethyl alcohol.
Аппарат содержит вертикально установленный цилиндрический корпус 1 с днищем 4 и крышкой 5, который разделен горизонтальными перегородками 2, 3 на нижнюю 6, среднюю 7 и верхнюю 8 секции. В перегородки 2, 3 вмонтированы заполненные теплопроводящей насадкой трубы 9, соединяющие между собой нижнюю 6 и верхнюю 8 секции. Верхние торцы труб 9 оборудованы пилообразными кромками 10 и распределительными устройствами 11, обеспечивающими равномерное орошение насадки жидкостью из верхней секции 8 по горизонтальным сечениям труб 9. Нижние торцы труб 9 снабжены сетчатыми перегородками 12 для поддержания насадки. Нижняя секция 6 имеет патрубок 13 для ввода водно-спиртового пара и патрубок 14 для отвода флегмы, верхняя секция 8 содержит патрубки 15, 16 для подачи гидроселекционной воды и водно-спиртовой жидкости и патрубок 17 для вывода водно-спиртового пара, а средняя секция 7 оборудована патрубком 18 для ввода охлаждающей жидкости в межтрубное пространство 20 и патрубком 19 для отвода охлаждающей жидкости.The apparatus comprises a vertically mounted cylindrical body 1 with a bottom 4 and a cover 5, which is divided by horizontal partitions 2, 3 into the lower 6, middle 7 and upper 8 sections. Pipes 9 filled with a heat-conducting nozzle 9 are mounted in the partitions 2, 3, connecting the lower 6 and upper 8 sections. The upper ends of the pipes 9 are equipped with sawtooth edges 10 and dispensers 11, providing uniform irrigation of the nozzle with liquid from the upper section 8 along the horizontal sections of the pipes 9. The lower ends of the pipes 9 are equipped with mesh partitions 12 to support the nozzle. The lower section 6 has a pipe 13 for introducing water-alcohol steam and a pipe 14 for phlegm removal, the upper section 8 contains pipes 15, 16 for supplying hydroselective water and a water-alcohol liquid and a pipe 17 for outputting water-alcohol steam, and the middle section 7 equipped with a pipe 18 for introducing coolant into the annulus 20 and a pipe 19 for draining the coolant.
Аппарат работает следующим образом.The device operates as follows.
В межтрубное пространство 20 средней секции 7 подают через патрубок 18 охлаждающую жидкость и выводят ее из аппарата через патрубок 19, в нижнюю секцию 6 вводят через патрубок 13 водно-спиртовый пар, содержащий головные и промежуточные примеси этилового спирта. Из секции 6 пар поступает через сетчатые перегородки 12 в трубы 9, где осуществляют его конденсацию за счет передачи тепла охлаждающей жидкости через стенки труб 9. В передаче тепла от пара к внутренней поверхности труб 9 принимают участие элементы насадки, что повышает коэффициент теплопередачи и снижает количество труб 9, необходимое для обеспечения заданного флегмового числа аппарата.Coolant is fed into the annulus 20 of the middle section 7 through the nozzle 18 and it is removed from the apparatus through the nozzle 19, water-alcohol steam containing the head and intermediate impurities of ethyl alcohol is introduced through the nozzle 13. From section 6, steam passes through mesh partitions 12 into pipes 9, where it is condensed by transferring heat from the coolant through the walls of pipes 9. In the heat transfer from steam to the inner surface of the pipes 9, nozzle elements are involved, which increases the heat transfer coefficient and reduces the amount pipes 9, necessary to ensure a given reflux number of the apparatus.
В верхнюю секцию 8 подают через патрубки 15,16 гидроселекционную воду и водно-спиртовую жидкость, которые с помощью пилообразных кромок 10 и распределительных устройств 11 равномерно орошают насадку в трубах 9 по их горизонтальным сечениям. Подача гидроселекционной воды снижает концентрации этилового спирта в жидкой и паровой фазах труб 9 в средней секции 7, повышает их температуру, а также температуру отходящей через патрубок 19 охлаждающей жидкости, что снижает ее расход на конденсацию водно-спиртового пара.In the upper section 8 serves through the nozzles 15,16 hydroselective water and water-alcohol liquid, which using sawtooth edges 10 and distribution devices 11 evenly irrigate the nozzle in the pipes 9 along their horizontal sections. The supply of hydroselective water reduces the concentration of ethyl alcohol in the liquid and vapor phases of the pipes 9 in the middle section 7, increases their temperature, as well as the temperature of the cooling liquid leaving the pipe 19, which reduces its consumption for condensation of water-alcohol steam.
Между поднимающимся снизу вверх по высоте труб 9 водно-спиртовым паром и стекающими сверху вниз гидроселекционной водой и флегмой протекает процесс массообмена на поверхности элементов насадки и внутренней поверхности труб 9.Between water-alcohol steam rising from the bottom upward height of the pipes 9 and hydroselective water flowing from top to bottom and phlegm, a mass transfer process occurs on the surface of the nozzle elements and the inner surface of the pipes 9.
Результатом этого процесса является увеличение концентрации примесей этилового спирта в паровой фазе и снижение их концентрации в жидкой фазе. Примеси выводят из аппарата с паром через патрубок 17, а очищенную от примесей жидкость отводят через патрубок 14.The result of this process is an increase in the concentration of ethyl alcohol impurities in the vapor phase and a decrease in their concentration in the liquid phase. Impurities are removed from the apparatus with steam through the nozzle 17, and the liquid purified from impurities is removed through the nozzle 14.
В известном аппарате концентрированно примесей этилового спирта протекает в результате конденсации пара и массообмена между флегмой и паром на внешней поверхности трубок. При этом содержание этилового спирта в паре возрастает при его движении снизу вверх по высоте аппарата, что вызывает уменьшение коэффициентов испарения примесей и снижение эффекта их концентрирования.In the known apparatus, concentrated ethanol impurities proceed as a result of steam condensation and mass transfer between reflux and steam on the outer surface of the tubes. In this case, the ethanol content in the pair increases as it moves from bottom to top along the height of the apparatus, which causes a decrease in the coefficients of evaporation of impurities and a decrease in the effect of their concentration.
В предлагаемом аппарате процесс концентрирования примесей протекает не только на внутренней поверхности труб 9, но и на поверхности элементов насадки. При этом при движении пара снизу вверх по высоте труб 9 происходит его постепенная конденсация, что обусловливает увеличение удельного расхода гидроселекционной воды, уменьшение концентраций этилового спирта, увеличение коэффициентов испарения и концентраций примесей в паре, выходящем из аппарата, и повышение качества ректификованного спирта по сравнению с известным аппаратом.In the proposed apparatus, the process of concentration of impurities occurs not only on the inner surface of the pipes 9, but also on the surface of the nozzle elements. In this case, when the steam moves from bottom to top along the height of the pipes 9, it gradually condensates, which leads to an increase in the specific consumption of hydroselective water, a decrease in the concentration of ethyl alcohol, an increase in the evaporation coefficients and concentrations of impurities in the vapor leaving the apparatus, and an increase in the quality of rectified alcohol compared to famous device.
В известном аппарате процесс конденсации пара на внешней поверхности трубок, заполненных охлаждающей жидкостью, приводит к росту концентрации этилового спирта и снижению температуры в межтрубном пространстве, что вызывает понижение температуры отходящей жидкости и увеличение ее количества.In the known apparatus, the process of condensation of steam on the outer surface of the tubes filled with coolant leads to an increase in the concentration of ethyl alcohol and a decrease in temperature in the annulus, which causes a decrease in the temperature of the effluent and an increase in its amount.
В предлагаемом аппарате температуру жидкости и пара в межтрубном пространстве повышают за счет подачи гидроселекционной воды в верхнюю секцию 8 и уменьшения концентраций этилового спирта, что обусловливает повышение температуры отходящей через патрубок 19 жидкости, снижение ее расхода и затрат на производство ректификованного спирта по сравнению с известным аппаратом.In the proposed apparatus, the temperature of the liquid and steam in the annulus increase due to the supply of hydroselective water to the upper section 8 and a decrease in the concentration of ethyl alcohol, which leads to an increase in the temperature of the effluent through the pipe 19, lowering its flow rate and the cost of producing rectified alcohol in comparison with the known apparatus .
Сравнительные показатели процессов конденсации пара и концентрирования примесей этилового спирта согласно прототипу и предлагаемому аппарату отражены в примерах 1, 2 и представлены в таблице.Comparative indicators of the processes of steam condensation and concentration of ethyl alcohol impurities according to the prototype and the proposed apparatus are shown in examples 1, 2 and are presented in the table.
Пример 1. Процессы конденсации пара и концентрирования примесей этилового спирта осуществляют согласно прототипу.Example 1. The processes of condensation of steam and concentration of impurities of ethyl alcohol is carried out according to the prototype.
Пример 2. Процессы конденсации пара и концентрирования примесей этилового спирта проводят согласно предлагаемому аппарату.Example 2. The processes of condensation of steam and concentration of impurities of ethyl alcohol are carried out according to the proposed apparatus.
Как следует из приведенных примеров, предлагаемый аппарат позволяет конденсировать пар с меньшим количеством охлаждающей воды, увеличивать концентрацию примесей этилового спирта в паре, выходящем из аппарата, повышать качество ректификованного спирта и снижать затраты на его производство по сравнению с известным аппаратом.As follows from the above examples, the proposed apparatus allows condensing steam with a smaller amount of cooling water, increasing the concentration of ethyl alcohol impurities in the vapor leaving the apparatus, improving the quality of rectified alcohol and reducing the cost of its production compared to the known apparatus.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007124900/13A RU2343196C1 (en) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | Vertical shell-and-tube apparatus for vapour condensation and concentration of ethyl alcohol admixtures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007124900/13A RU2343196C1 (en) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | Vertical shell-and-tube apparatus for vapour condensation and concentration of ethyl alcohol admixtures |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2343196C1 true RU2343196C1 (en) | 2009-01-10 |
Family
ID=40374176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007124900/13A RU2343196C1 (en) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | Vertical shell-and-tube apparatus for vapour condensation and concentration of ethyl alcohol admixtures |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2343196C1 (en) |
-
2007
- 2007-07-03 RU RU2007124900/13A patent/RU2343196C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЦЫГАНКОВ П.С. Брагоректификационные установки. - М.: Пищевая промышленность, 1970, с.247. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI80218C (en) | Process and plant for purification of a two-component liquid mixture by distillation | |
RU2540574C2 (en) | Module for combined evaporation/distillation and absorption | |
CN205730426U (en) | A kind of rectifying column | |
JP5923367B2 (en) | Heat exchange type distillation equipment | |
KR20120028401A (en) | Heat-exchange-type distillation apparatus | |
CN202185162U (en) | Short range distiller | |
US3151042A (en) | Bubble-plate chamber stepped still and the process for using such a still for alcohol or petroleum purification | |
KR100937278B1 (en) | Column for concentrating phthalic anhydride | |
RU2343196C1 (en) | Vertical shell-and-tube apparatus for vapour condensation and concentration of ethyl alcohol admixtures | |
US9874401B2 (en) | Vertical straight tube countercurrent condenser | |
RU2682330C1 (en) | Method of continuous unmixing mixture of ethyl chlorosilane | |
US5296103A (en) | Method for the fractional distillation of liquid mixtures and apparatus for carrying out the method | |
RU2312695C1 (en) | Vertical shell-and-tube apparatus for the steam condensation and concentration of the impurities of the ethyl alcohol | |
RU2751695C1 (en) | Rectification apparatus | |
EP3046642A1 (en) | Method and system for improved purification of desiccants | |
RU2312696C1 (en) | All-purpose installation for purification of high-boiling vacuum rectification solvents and processes for purification via vacuum rectification of ethylene glycol, monoethanolamine, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, n-methylpyrrolidone, and benzyl alcohol thereon | |
SU131363A1 (en) | The method of separation of gas mixtures in a distillation column or in a fractionation absorber | |
CA2894199C (en) | An evaporator and process for use thereof | |
AU2017291185B2 (en) | Apparatus and process for purifying syngas | |
RU223285U1 (en) | DEVICE FOR PRODUCING HIGH-PURITY SULFURIC ACID BY SURFACE EVAPORATION METHOD | |
RU2729618C1 (en) | Rectification plant device | |
RU2315107C2 (en) | Method of production of rectified alcohol | |
RU2007124895A (en) | METHOD FOR PRODUCING RECTIFIED ALCOHOL | |
SU1101249A1 (en) | Rectifying tower | |
RU2740200C1 (en) | Heat and mass transfer apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100704 |