RU2496879C2 - Method to produce ethanol 95% from food stock, plant for production of ethanol 95% and tower of final ethanol treatment - Google Patents
Method to produce ethanol 95% from food stock, plant for production of ethanol 95% and tower of final ethanol treatment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2496879C2 RU2496879C2 RU2011153844/10A RU2011153844A RU2496879C2 RU 2496879 C2 RU2496879 C2 RU 2496879C2 RU 2011153844/10 A RU2011153844/10 A RU 2011153844/10A RU 2011153844 A RU2011153844 A RU 2011153844A RU 2496879 C2 RU2496879 C2 RU 2496879C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- column
- alcohol
- ethanol
- distillation
- rectification
- Prior art date
Links
Images
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
Abstract
Description
Изобретения относятся к пищевой промышленности, а именно к получению этанола, предпочтительно 95 об.% субстанция, для преимущественного использования в медицине и фармакологии, а также в различных пищевых производствах.The invention relates to the food industry, namely to the production of ethanol, preferably 95 vol.% Substance, for primary use in medicine and pharmacology, as well as in various food industries.
Этанол - одно из названий этилового спирта. Его также называют метилкарбинолом, винным спиртом, а в сфере его преимущественного применения - просто спиртом. Химическая формула этанола - CH3CH2OH (C2H5OH). В настоящее время он вырабатывается промышленностью в виде высококонцентрированного водного раствора, как правило, 96,0-96,5 об.% по ГОСТ Р 51652-2000. Для медицинских, фармакологических и, в некоторых случаях, пищевых целей настоящая концентрация является избыточной. Ее необходимо снизить разбавлением умягченной водой до концентрации этилового спирта 95,1-95,9 об.% и выдержкой в течение определенного времени, что соответствует требованиям фармакопейной статьи Р N003960/01-140911 «Спирт этиловый (этанол). Раствор для приготовления лекарственных форм 95%». Данную операцию легко произвести для небольшого количества продукта. Для случаев больших объемов и устойчивого спроса на этанол 95 об.% существует потребность в его получении непосредственно на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности, куда относится и спиртовая отрасль, - в качестве конечного (товарного) продукта.Ethanol is one of the names of ethyl alcohol. It is also called methylcarbinol, wine alcohol, and in the field of its predominant use - simply alcohol. The chemical formula of ethanol is CH 3 CH 2 OH (C 2 H 5 OH). Currently, it is produced by industry in the form of a highly concentrated aqueous solution, usually 96.0-96.5 vol.% According to GOST R 51652-2000. For medical, pharmacological and, in some cases, food purposes, the present concentration is excessive. It must be reduced by diluting with softened water to a concentration of ethyl alcohol of 95.1-95.9 vol.% And holding for a certain time, which corresponds to the requirements of pharmacopoeial article P N003960 / 01-140911 "Ethyl alcohol (ethanol). Solution for the preparation of dosage forms 95%. " This operation is easy to perform for a small amount of product. For cases of large volumes and steady demand for ethanol of 95 vol.%, There is a need to obtain it directly at the enterprises of the food and processing industry, which includes the alcohol industry, as the final (commodity) product.
Типовая схема получения этилового спирта включает биохимическую переработку крахмалсодержащего и сахарсодержащего сырья для получения бражки (культуральной жидкости) и вываривание из нее спиртосодержащей жидкости с получением в несколько стадий спирта требуемого вида - спирта этилового сырца, спирта этилового ректификованного, спирта этилового абсолютированного, а также спирта этилового технического [Цыганков П.С., Цыганков С.П. Руководство по ректификации спирта. - М.: Пищепромиздат, 2002. - 400 с, с.10-14].A typical scheme for producing ethyl alcohol includes the biochemical processing of starch-containing and sugar-containing raw materials to obtain mash (culture fluid) and digesting alcohol-containing liquid from it to produce the required type of alcohol — ethyl alcohol, rectified ethyl alcohol, ethyl alcohol, absolute, and ethyl alcohol. technical [Tsygankov P.S., Tsygankov S.P. Alcohol rectification guide. - M .: Pishchepromizdat, 2002. - 400 s, p.10-14].
Настоящая схема не предусматривает промышленного получения этанола 95 об.%, как товарного продукта.This scheme does not provide for the industrial production of ethanol 95 vol.%, As a commercial product.
Известна технология получения спирта из пищевого крахмалсодержащего и сахарсодержащего сырья, в качестве которых используют зерно, картофель и свекловичную мелассу, включающая для зерна и картофеля подготовку сырья, разрушение его клеточной структуры развариванием, растворение крахмала, его осахаривание, сбраживание сахаров в спирт, отгонку спирта из бражки и его очистку ректификацией. При получении спирта из мелассы перерабатывается содержащаяся в ней сахароза, поэтому процессы разваривания и осахаривания исключаются [Технология спирта / В.Л. Яровенко, В.А. Марченко, В.А. Смирнов и др.; Под ред. Проф. В.Л. Яровенко. - М.: Колос, 1999. - 464 с., с.295-376].A known technology for producing alcohol from food starch-containing and sugar-containing raw materials, which are used as grain, potatoes and beet molasses, including preparation of raw materials for grain and potatoes, destruction of its cellular structure by boiling, dissolution of starch, its saccharification, fermentation of sugars into alcohol, distillation of alcohol from alcohol brews and its purification by distillation. Upon receipt of alcohol from molasses, the sucrose contained in it is processed, therefore, the processes of digestion and saccharification are excluded [Technology of alcohol / V.L. Yarovenko, V.A. Marchenko, V.A. Smirnov et al .; Ed. Prof. V.L. Yarovenko. - M .: Kolos, 1999. - 464 p., S. 295-376].
Известная технология во всех ее вариантах не обеспечивает полноту отбора компонентов сивушного масла и других промежуточных примесей из эпюрационной колонны, в результате чего эти примеси поступают на ректификацию в спиртовую колонну и препятствуют отбору с тарелок ее средней зоны жидкой фазы ректификованного спирта с концентрацией 95,1-95,9 об.% и остаточным содержанием примесей, удовлетворяющим требованиям ГОСТ Р 51652-2000 к спирту класса (марки) «Люкс». В этом случае этанол 95% может быть получен разбавлением водой этилового спирта с концентрацией не ниже 96,3 об.%, а это делает его производство недостаточно рентабельным.The known technology in all its variants does not provide a complete selection of components of fusel oil and other intermediate impurities from the scrubbing column, as a result of which these impurities enter the distillation column into the alcohol column and prevent the selection of 95.1- distilled alcohol from the plates of its middle zone of the liquid phase of the rectified alcohol. 95.9 vol.% And a residual content of impurities that meet the requirements of GOST R 51652-2000 for alcohol class (brand) "Lux". In this case, 95% ethanol can be obtained by diluting with water ethanol with a concentration of at least 96.3 vol.%, And this makes its production insufficiently profitable.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому способу получения этанола является способ получения ректификованного спирта 95 об.% субстанция из пищевого сырья, включающий получение из бражки в несколько стадий первичных и вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей, в качестве которых можно отметить спиртосодержащий дистиллят, конденсат головных фракций, головные и промежуточные примеси, которые в дальнейшем подвергают высокотемпературной обработке с целью выделения из них, в том числе, с использованием на стадии эпюрации и разгонки режима гидроселекции, ректификата этилового спирта - для дальнейшей очистки. Ректификованный спирт 95% отбирают из средней зоны спиртовой колонны и направляют на колонну окончательной очистки, из куба которой выводят очищенный от примесей конечный продукт с концентрацией этилового спирта 95,1-95,9 об.% [Описание изобретения к патенту РФ №2398881 от 18.05.2009, МПК C12P 7/06, опубл. 10.09.2010]. Известный процесс происходит с дифференцированным распределением рабочего давления в элементах оборудования - от повышенного, до пониженного. Технический результат настоящей технологии заключается в улучшении качества ректификованного спирта за счет вывода из системы брагоректификации большего количества примесей, увеличении выхода спирта и снижении затрат на его производство.The closest to the essential features of the claimed method for producing ethanol is a method for producing rectified alcohol 95% vol. Substance from food raw materials, including the production of primary and secondary streams of alcohol-containing liquids from mash in several stages, such as alcohol-containing distillate, condensate of head fractions, head and intermediate impurities, which are subsequently subjected to high-temperature processing in order to isolate them, including using a hundred steps of epuration and distillation of the regime of hydroselection, rectified ethyl alcohol - for further purification. Rectified alcohol 95% is taken from the middle zone of the alcohol column and sent to the final purification column, from which a final product with an ethyl alcohol concentration of 95.1-95.9 vol.% Is removed from the cube [Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2398881 dated 18.05 .2009, IPC
Тем не менее известный способ имеет некоторые недостатки. Он является доработкой типовой технологии получения ректификованного спирта - задействовано большое количество дополнительного специального оборудования, что усложняет процесс и его аппаратурную реализацию. Это позволяет после настройки и отладки оборудования получить либо спирт 96%, либо 95%, но не позволяет отбирать этанол с предельно конкретными показателями качества, например, 95,5 об.% или 95,7 об.%. Существует зависимость между физико-химическими показателями культуральной жидкости, идущей для получения спирта, и качественными и количественными характеристиками этанола, как конечного продукта - недостаточно стабильные характеристики первой, например, из-за разницы качественного состава исходного сырья, делают нестабильными качественные и количественные характеристики последнего. Также в известном способе протекание большинства процессов не предусматривает сглаживания и стабилизации подачи рабочих (первичных и вторичных) потоков на дальнейшую переработку. Разброс рабочих давлений в способе получения этанола делает его недостаточно стабильным. Кроме этого известный способ увеличивает экологическую нагрузку на окружающую природную среду, в частности, за счет выведения из процесса и последующего слива в отстойники лютерной воды.However, the known method has some disadvantages. It is a refinement of the typical technology for the production of rectified alcohol - a large number of additional special equipment is involved, which complicates the process and its hardware implementation. This allows you to get either alcohol 96% or 95% after setting up and debugging the equipment, but it does not allow you to select ethanol with extremely specific quality indicators, for example, 95.5 vol.% Or 95.7 vol.%. There is a relationship between the physicochemical parameters of the culture fluid used to produce alcohol and the qualitative and quantitative characteristics of ethanol as a final product - the characteristics of the former are not stable enough, for example, due to the difference in the qualitative composition of the feedstock, the qualitative and quantitative characteristics of the latter are unstable. Also in the known method, the course of most processes does not provide for smoothing and stabilizing the supply of working (primary and secondary) streams for further processing. The dispersion of working pressures in the method for producing ethanol makes it not stable enough. In addition, the known method increases the environmental burden on the natural environment, in particular, due to removal from the process and subsequent discharge into the sumps of luther water.
Задача, решаемая первым изобретением группы технических решений, и достигаемый технический результат заключаются в создании специальной промышленной технологии получения этанола 95% субстанция, ее упрощении и стабилизации, повышении качества продукта, обеспечении стабильности качественных показателей, снижении издержек на его получение, возврате в рецикл вторичных продуктов производства и утилизации отработанного технологического тепла и возврате в рецикл таких отходов, как лютерная вода и конденсат пара.The problem solved by the first invention of the technical solutions group and the technical result achieved are to create a special industrial technology for the production of ethanol 95% substance, simplify and stabilize it, improve the quality of the product, ensure the stability of quality indicators, reduce the costs of its production, return to recycling secondary products production and utilization of waste process heat and return to recycling waste such as luther water and steam condensate.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в способе получения этанола из пищевого сырья, предусматривающем вываривание из бражки первичных и вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей, с получением дистиллята, его эпюрацию, ректификацию эпюрата в основной ректификационной колонне, окончательную очистку полученного ректификата, вторичные потоки спиртосодержащих жидкостей подвергают разгонке и ректификации в дополнительной ректификационной колонне, окончательную очистку ректификата с обеих ректификационных колонн осуществляют с использованием режима гидроселекции, а съем очищенного этанола осуществляют с отгонной и/или концентрационной частей колонны окончательной очистки, при этом спиртосодержащую жидкость кубовой части колонны окончательной очистки с сопутствующими ей примесями направляют на эпюрацию и/или разгонку для последующей переработки.To solve the problem and achieve the claimed technical result in a method for producing ethanol from food raw materials, which involves the digestion of primary and secondary streams of alcohol-containing liquids from the mash, obtaining distillate, its epuretation, distillation of the epureate in the main distillation column, final purification of the obtained rectification, secondary streams of alcohol-containing liquids are subjected to distillation and distillation in an additional distillation column, the final purification of the rectification from both x distillation columns are carried out using the hydroselection mode, and the purified ethanol is removed from the distillation and / or concentration parts of the final purification column, while the alcohol-containing liquid of the bottom part of the final purification column with its attendant impurities is sent for epuration and / or distillation for subsequent processing.
Дополнительной особенностью способа является то, что спиртосодержащую жидкость кубовой части колонны окончательной очистки с сопутствующими ей примесями направляют на последующую переработку в составе дистиллята или в составе вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей, а избыток отработанного конденсата с хвостовыми примесями со стадий ректификации возвращают в рецикл на стадию вываривания спиртосодержащих жидкостей из бражки.An additional feature of the method is that the alcohol-containing liquid of the bottom part of the final purification column with its attendant impurities is sent for further processing as a part of the distillate or in the secondary streams of alcohol-containing liquids, and the excess of spent condensate with tailings from the rectification stages is recycled to the alcohol-containing digestion stage. liquids from mash.
Минимальное типовое оборудование для получения этилового спирта включает ректификационную или брагоректификационную установку и ректификационную установку для разгонки побочных продуктов ректификации спирта [см. книгу Цыганкова П.С. и Цыганкова С.П. Руководство по ректификации спирта. Главы III-XIII]. Кроме этого типовое оборудование включает бражные, эпюрационные и спиртовые колонны, а также колонны окончательной очистки, сивушные колонны, колонны для выделения спирта из головной фракции, колонны ректификационных установок для абсолютирования спирта, а кроме этого разнообразную теплообменную аппаратуру, вспомогательное оборудование и систему управления.The minimum standard equipment for the production of ethyl alcohol includes a distillation or distillation unit and a distillation unit for distillation of alcohol distillation by-products [see book Tsygankova P.S. and Tsygankova S.P. Alcohol rectification guide. Chapters III-XIII]. In addition, typical equipment includes distillation, distillation and alcohol columns, as well as final cleaning columns, fusel columns, columns for separating alcohol from the head fraction, columns of distillation units for alcohol absolute, as well as a variety of heat exchangers, auxiliary equipment, and a control system.
Настоящее оборудование, как, впрочем, и любое другое специализированное спиртовое оборудование, реализует упомянутую выше типовую схему получения этилового спирта, соответственно, оно не предназначено для получения этанола 95 об.%, как товарного продукта, а разбавлением этилового спирта с концентрацией 96% и выше умягченной водой делает его производство нерентабельным.This equipment, as well as any other specialized alcohol equipment, implements the above-mentioned typical scheme for the production of ethyl alcohol, respectively, it is not intended for the production of ethanol 95 vol.%, As a commercial product, but with the dilution of ethyl alcohol with a concentration of 96% and higher softened water makes its production unprofitable.
Известный способ получения этанола 95 об.% субстанция [см. описание изобретения к патенту РФ №2398881] реализован на соответствующей установке, которая включает технологически связанные между собой устройство подачи бражки (культуральной жидкости) и работающие при повышенном давлении брагоэпюрационную, выварную, эпюрационную и разгонную колонны, и работающие под разряжением - спиртовую колонну, колонну окончательной очистки и колонну концентрирования метанола и головных примесей, а также теплообменное оборудование, трубопроводы и запорно-распределительную арматуру.A known method for the production of ethanol 95 vol.% Substance [see the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2398881] is implemented on the appropriate installation, which includes a technologically interconnected device for supplying mash (culture fluid) and working at elevated pressure, fusion, boiled, epuring and booster columns, and operating under vacuum - an alcohol column, a final column purification and a column for the concentration of methanol and head impurities, as well as heat exchange equipment, pipelines and valves.
Настоящая установка является доработкой специализированной установки, предназначенной для получения пищевого спирта, в частности класса «Люкс» (используемой для получения медицинского спирта). Доработка предусматривает включение в состав имеющегося оборудования дополнительного оборудования и перенаправления ряда технологических потоков, что усложняет конструкцию установки. Кроме этого первичные и вторичные потоки с технологических колонн направляются на переработку непосредственно, а не собирают в отдельную емкость для самостоятельной разгонки. Это, наряду с разбросом рабочих давлений в элементах оборудования, делает работу установки недостаточно устойчивой, а следовательно, надежной, что в итоге отражается на стабильности качественных и количественных показателей конечного продукта, в частности, 95об.% спирт получают с разбежкой от 95,1 об.% до 95,9 об.% с поправкой на соответствующие колебания состава примесей, а это не всегда соответствует требованиям, иногда очень специфическим, потребителей, например, когда требуется этанол с предельно конкретными показателями качества. Таким образом, настоящая установка более всего предназначена для выполнения разовых заказов на получение этанола 95% субстанция с разбежкой концентрации от 95,1 об.% до 95,9 об.%.This installation is a refinement of a specialized installation intended for the production of edible alcohol, in particular, the class "Lux" (used to obtain medical alcohol). The revision involves the inclusion of additional equipment in the existing equipment and the redirection of a number of process flows, which complicates the design of the installation. In addition, the primary and secondary streams from process columns are sent for processing directly, and are not collected in a separate container for independent distillation. This, along with the dispersion of working pressures in the equipment components, makes the operation of the installation insufficiently stable and, therefore, reliable, which ultimately affects the stability of qualitative and quantitative indicators of the final product, in particular, 95 vol.% Alcohol is obtained with a spacing of 95.1 vol. % to 95.9 vol.% adjusted for the corresponding fluctuations in the composition of impurities, and this does not always meet the requirements, sometimes very specific, of consumers, for example, when ethanol with extremely specific quality indicators is required. Thus, this installation is most of all designed to fulfill one-time orders for ethanol production 95% substance with a concentration range from 95.1 vol.% To 95.9 vol.%.
Задача, решаемая вторым изобретением группы технических решений, и достигаемый технический результат заключаются в создании специальной промышленной установки получения этанола 95% субстанция, упрощении ее конструкции, повышении надежности (стабильности) работы и качества получаемого продукта, обеспечении стабильности качественных показателей, снижении издержек на его получение, возврате в рецикл вторичных продуктов производства и утилизации отработанного технологического тепла и возврате в рецикл таких отходов, как лютерная вода и конденсат пара.The problem solved by the second invention of the group of technical solutions, and the technical result achieved, are to create a special industrial installation for the production of ethanol 95% substance, simplify its design, increase the reliability (stability) of work and the quality of the resulting product, ensure the stability of quality indicators, reduce the cost of obtaining , return to recycling the secondary products of production and utilization of waste process heat and return to recycling waste such as luther water and steam condensate.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в установке для осуществления способа получения этанола из пищевого сырья, включающей технологически связанные между собой устройство подачи бражки, бражную, эпюрационную, основную ректификационную колонну, колонну окончательной очистки, теплообменное оборудование, сборник продуктов конденсации теплообменников-кипятильников, при этом технологическая связь включает трубопроводы первичных и вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей, технических жидкостей и отходов производства, и запорно-распределительную арматуру, установка включает емкость для сбора вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей с бражной, эпюрационной и ректификационной колонн и колонны окончательной очистки, и снабжена дополнительной колонной ректификации, связанной с емкостью сбора вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей через разгонную колонну, при этом колонна окончательной очистки этанола включает, по меньшей мере, одну зону гидроселекции с трубопроводами подвода гидроселекционной воды и снабжена разнесенными по высоте, по меньшей мере, двумя вводами ректификата и, по меньшей мере, двумя выводами очищенного этанола, которые связаны с многоколпачковыми тарелками, расположенными в ее отгонной и концентрационной частях, а кубовая часть колонны снабжена дополнительным отводом вторичного потока спиртосодержащей жидкости с фракциями примесей, связанным с основной ректификационной колонной через эпюрационную колонну и/или с дополнительной ректификационной колонной через разгонную колонну.To solve the problem and achieve the claimed technical result in the installation for implementing the method for producing ethanol from food raw materials, including a mash feeder, mash, epure, main distillation column, final cleaning column, heat exchange equipment, condensate collector of heat exchangers-boilers while technological communication includes pipelines of primary and secondary streams of alcohol-containing liquids, technical liquids and production wastes, and shut-off and distribution valves, the installation includes a tank for collecting secondary streams of alcohol-containing liquids from mash, epuretion and distillation columns and final cleaning columns, and is equipped with an additional rectification column associated with the capacity of collecting secondary streams of alcohol-containing liquids through the booster column, the column for final purification of ethanol includes at least one hydroselection zone with pipelines for supplying hydroselective water and at least two entrances of rectified and at least two leads of purified ethanol, which are connected with multi-cap plates located in its distant and concentration parts, are separated in height, and the bottom part of the column is equipped with an additional outlet of the secondary stream of alcohol-containing liquid with fractions impurities associated with the main distillation column through the scrubbing column and / or with the additional distillation column through the booster column.
Кроме этого:Besides:
- установка снабжена промежуточной емкостью, сообщенной с бражной колонной, кубовой частью колонны окончательной очистки и эпюрационной колонной и служащей для приема первичного потока спиртосодержащей жидкости из бражной колонны и вторичного потока спиртосодержащей жидкости с фракциями примесей из кубовой части колонны окончательной очистки и направления их в эпюрационную колонну;- the installation is equipped with an intermediate tank in communication with the mash column, the bottom part of the final cleaning column and the recovery column and is used to receive the primary stream of alcohol-containing liquid from the beer column and the secondary stream of alcohol-containing liquid with impurity fractions from the bottom of the final cleaning column and directing them to the recovery column ;
- кубовая часть колонны окончательной очистки этанола сообщена с емкостью для сбора вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей для направления в нее вторичного потока спиртосодержащей жидкости с фракциями примесей;- the bottom part of the final ethanol purification column is communicated with a container for collecting secondary streams of alcohol-containing liquids for directing a secondary stream of alcohol-containing liquid with impurity fractions into it;
- трубопровод подвода гидроселекционной воды на колонну окончательной очистки связан со сборником продуктов конденсации теплообменников-кипятильников;- the pipeline for supplying hydroselective water to the final purification column is connected with a collection of condensation products of heat exchangers and boilers;
- бражная колонна снабжена узлом подвода избытка отработанного конденсата с хвостовыми примесями с колонн ректификации и кипятильником для его нагрева.- mash column is equipped with a node for supplying excess spent condensate with tailings from rectification columns and a boiler for heating it.
Колонна окончательной очистки спирта (этанола) в составе установки для получения спирта (этанола) из пищевого сырья относится к разряду дополнительного оборудования [см. книгу Цыганкова П.С. и Цыганкова С.П. Руководство по ректификации спирта. Главы IX, с.196-202]. Типовая колонна окончательной очистки представляет собой аппарат вертикального типа с нижним и верхним днищами, состоящий из царг, снабженных многоколпачковыми тарелками, часть из которых предназначена для отбора очищенного этанола, узлы подвода ректификата для очистки и отвода очищенного этанола, теплообменник-кипятильник, трубопроводы отвода паров спиртосодержащей жидкости и подвода флегмы. Колонны окончательной очистки могут работать в двух вариантах. По первому - их назначение состоит в том, чтобы выделить из ректификованного спирта остатки головных и концевых (типа метанола) примесей, при этом они работают в режиме эпюрации концентрированного спирта. По второму варианту они работают в режиме повторной ректификации. В этом случае колонна освобождает ректификат в первую очередь от верхних промежуточных примесей (пропанол, изомасляно-этиловый, изовалерианово-этиловый и другие эфиры), а также за счет пастеризации уменьшает содержание головных и концевых примесей. Все это улучшает дегустационные показатели спирта, увеличивает время окисляемости и уменьшает содержание ряда примесей [см. там же с.196].The column for the final purification of alcohol (ethanol) as part of the installation for producing alcohol (ethanol) from food raw materials belongs to the category of additional equipment [see book Tsygankova P.S. and Tsygankova S.P. Alcohol rectification guide. Chapters IX, pp. 196-202]. A typical final cleaning column is a vertical type apparatus with lower and upper bottoms, consisting of tsar equipped with multi-cap plates, some of which are used for the selection of purified ethanol, rectifier supply units for cleaning and removal of purified ethanol, a heat exchanger-boiler, pipelines for the removal of alcohol-containing vapors fluid and phlegm supply. Columns of final cleaning can work in two options. According to the first, their purpose is to isolate residues of head and end impurities (such as methanol) from rectified alcohol, while they work in the mode of epilation of concentrated alcohol. According to the second option, they work in the mode of re-rectification. In this case, the column frees the rectified material first of all from the upper intermediate impurities (propanol, iso-oil-ethyl, isovalerian-ethyl and other ethers), and also reduces the content of head and end impurities due to pasteurization. All this improves the tasting indicators of alcohol, increases the oxidation time and reduces the content of a number of impurities [see ibid. p.196].
Недостатком известных технических решений является избыточная специализация колонн окончательной очистки, которые обеспечивают режим или только эпюрации, или только повторной ректификации. При производстве спирта, из-за нестабильности качественного состава бражки, зависящей, в частности, от исходного сырья, идущего на производство спирта, зачастую, одного режима очистки этанола бывает недостаточно. Например, при наличии промежуточных примесей и компонентов сивушных масел, поступающих с ректификатом из спиртовых колонн, одного режима эпюрации будет недостаточно, а при выведении этих примесей в режиме повторной ректификации произойдет недопустимое повышение концентрации спитра в конечном (целевом) продукте.A disadvantage of the known technical solutions is the excessive specialization of the columns of the final cleaning, which provide the mode or only epuration, or only re-rectification. In the production of alcohol, due to the instability of the quality composition of the mash, which depends, in particular, on the feedstock used for the production of alcohol, often a single ethanol treatment mode is not enough. For example, in the presence of intermediate impurities and components of fusel oils, supplied with rectified from alcohol columns, one epure mode will not be enough, and when these impurities are removed during repeated rectification, an unacceptable increase in the concentration of spitre in the final (target) product will occur.
Известны технические решения вариантов способов производства спирта этилового ректификованного «Люкс» [Описание изобретения к патенту РФ №2309984 от 14.04.2006, МПК C12P 7/06, опубл. 10.11.2007] и «Альфа» [Описание изобретения к патенту РФ №2309985 от 14.04.2006, МПК C12P 7/06, опубл. 10.11.2007], в которых отмечены конструктивные особенности колонн окончательной очистки, как элементов соответствующих установок. Во всех случаях установки дополнительно включают оборудованные конденсаторами обогреваемые колонны окончательной очистки с 45-65 тарелками, работающие в режиме эпюрации или в режиме ректификации и предназначенные для окончательной очистки спирта этилового ректификованного. При очистке спирта в колоннах, работающих в режиме эпюрации, осуществляют вывод примесей в виде одного продукта из конденсаторов, а очищенного спирта этилового - из нижних частей этих колонн, а при работе колонн в режиме ректификации осуществляют вывод примесей из конденсаторов, а также из нижних частей этих колонн, а вывод очищенного спирта - с одних из верхних тарелок колонн. Целью изобретений является повышение качества спирта этилового ректификованного «Люкс» и «Альфа».Known technical solutions options for the production of rectified ethyl alcohol "Lux" [Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2309984 from 04/14/2006,
Во всех случаях на известных колоннах, независимо от режима их работы, нельзя получить этанол 95 об.% субстанция, поскольку в соответствии с ГОСТ Р 51652-2000 на «Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия», спиртам класса «Люкс» и «Альфа» соответствует объемная концентрация не ниже 96,3 об.%. Снижение концентрации этанола до уровня 95 об.% повлечет за собой увеличение количества примесей, в частности, таких, как головные и промежуточные, сивушное масло, что сделает его непригодным для использования в медицине и фармакологии, а также в некоторых пищевых производствах, в частности, из-за повышенной аллергенной активности.In all cases, it is impossible to obtain ethanol 95% vol. Substance on known columns, regardless of the mode of their operation, since in accordance with GOST R 51652-2000 “Rectified ethyl alcohol from food raw materials. Technical conditions ”,“ Lux ”and“ Alpha ”class alcohols correspond to a volume concentration of at least 96.3 vol.%. A decrease in the concentration of ethanol to the level of 95 vol.% Will entail an increase in the amount of impurities, in particular, such as head and intermediate, fusel oil, which will make it unsuitable for use in medicine and pharmacology, as well as in some food industries, in particular due to increased allergenic activity.
Известный способ получения этанола 95 об.% субстанция [см. описание изобретения к патенту РФ №2398881] реализован на соответствующей установке, которая включает работающую под разрежением в режиме повторной эпюрации колонну окончательной очистки, представляющую собой аппарат вертикального типа с нижним и верхним днищами, состоящий из царг, снабженных многоколпачковыми тарелками, часть из которых предназначена для отбора очищенного этанола, узлы подвода ректификата для очистки и отвода очищенного этанола, теплообменник-кипятильник, трубопроводы отвода паров спиртосодержащей жидкости и подвода флегмы. Понижение давления в колонне увеличивает коэффициенты испарения метанола и головных примесей и обеспечивает глубокую очистку от них этилового спирта. Указанные примеси отбирают с головной фракцией из конденсатора и направляют на тарелку питания колонны концентрирования метанола и головных примесей. Конечный продукт - спирт 95 об.% субстанция отбирают из куба колонны окончательной очистки и подают через спиртовой холодильник в спиртоприемное отделение.A known method for the production of ethanol 95 vol.% Substance [see the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2398881] is implemented on the corresponding installation, which includes a final cleaning column operating under vacuum in the re-epure mode, which is a vertical type apparatus with lower and upper bottoms, consisting of a drawer equipped with multi-cap plates, some of which are intended for selection of purified ethanol, rectifier supply nodes for purification and removal of purified ethanol, a heat exchanger-boiler, pipelines for the removal of alcohol-containing vapor and supply phlegm. Lowering the pressure in the column increases the coefficients of evaporation of methanol and head impurities and provides deep purification of ethyl alcohol from them. These impurities are taken with the head fraction from the condenser and sent to the feed plate of the methanol concentration column and head impurities. The final product, alcohol, 95% vol. The substance is taken from the cube of the column of final purification and served through an alcohol refrigerator in the alcohol reception department.
Техническое решение настоящей колонны имеет недостатки, связанные с тем, что при изменении качества состава поступающего ректификата со спиртовой колонны становится невозможным выделение промежуточных примесей, что требует ее работы в режиме ректификации, а она для этого не приспособлена. Это ограничивает эксплуатационные возможности колонны, что лишний раз подтверждает - ее назначением является очистка полученного по отработанной технологии спирта по ГОСТ Р 51652-2000, поскольку упомянутые примеси являются следствием снижения концентрации этанола, отбираемого со спиртовой колонны. Из-за этого также не используются потенциальные возможности колонны, связанные с ее оперативной адаптацией под меняющиеся качественные и количественные параметры поступающих на очистку спиртосодержащих жидкостей со стадий ректификации.The technical solution of this column has drawbacks due to the fact that when changing the quality of the composition of the rectified feed from the alcohol column, it becomes impossible to isolate intermediate impurities, which requires its operation in the rectification mode, but it is not suitable for this. This limits the operational capabilities of the column, which once again confirms that its purpose is to purify the alcohol obtained according to the proven technology in accordance with GOST R 51652-2000, since the mentioned impurities are a consequence of a decrease in the concentration of ethanol taken from the alcohol column. Because of this, the column’s potential capabilities related to its operational adaptation to changing qualitative and quantitative parameters of alcohol-containing liquids entering the purification from rectification stages are not used either.
Задача, решаемая третьим изобретением группы технических решений, и достигаемый технический результат заключаются в создании универсальной колонны окончательной очистки спиртосодержащих жидкостей со стадий ректификации для получения этанола 95% субстанция, упрощении ее конструкции, повышении надежности (стабильности) работы и качества получаемого продукта, обеспечении стабильности качественных показателей, снижении издержек на его получение, возврате в рецикл вторичных продуктов производства и таких технологических отходов спиртового производства, как конденсат пара.The problem solved by the third invention of the technical solutions group and the technical result achieved are to create a universal column for the final purification of alcohol-containing liquids from the rectification stages to obtain ethanol 95% substance, simplify its design, increase the reliability (stability) of the work and the quality of the resulting product, ensuring the stability of high-quality indicators, reducing the cost of obtaining it, returning recycled secondary products and such process wastes to alcohol production, like steam condensate.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в колонне окончательной очистки этанола, используемой в установке для осуществления способа получения этанола из пищевого сырья, включающей аппарат вертикального типа с нижним и верхним днищами, состоящий из царг, снабженных многоколпачковыми тарелками, часть из которых предназначена для отбора очищенного этанола, узлы подвода ректификата для очистки и отвода очищенного этанола, теплообменник-кипятильник, трубопроводы отвода вторичного потока спиртосодержащей жидкости и подвода флегмы, тарелки отбора очищенного этанола разнесены по высоте колонны и расположены в ее отгонной и концентрационной частях, при этом, по меньшей мере, верхняя зона колонны снабжена трубопроводом подвода гидроселекционной воды, а ее кубовая часть снабжена дополнительным отводом вторичного потока спиртосодержащей жидкости с фракциями примесей на дальнейшую переработку. Кроме этого узлы подвода ректификата для очистки выполнены с возможностью его подачи, по меньшей мере, двумя независимыми потоками, по меньшей мере, на две разнесенные по высоте многоколпачковые тарелки.To solve the problem and achieve the claimed technical result in the column for the final purification of ethanol used in the installation for implementing the method for producing ethanol from food raw materials, including a vertical type apparatus with lower and upper bottoms, consisting of tsar equipped with multi-cap plates, some of which are intended for selection of purified ethanol, rectifier supply units for purification and removal of purified ethanol, a heat exchanger-boiler, pipelines for the removal of a secondary stream of alcohol containing liquid and reflux supply, refined ethanol extraction plates are spaced along the column height and located in its distant and concentration parts, at least the upper zone of the column is equipped with a supply pipe for hydroselective water, and its bottom part is equipped with an additional outlet for the secondary stream of alcohol-containing liquid with fractions of impurities for further processing. In addition, the nodes for supplying rectified for cleaning are made with the possibility of its filing, at least two independent streams, at least two multi-cap plates spaced apart in height.
Изобретения поясняются чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
- на фиг.1 показана технологическая схема получения этанола 95% субстанция на примере соответствующей установки;- figure 1 shows the technological scheme for the production of ethanol 95% substance on the example of the corresponding installation;
- на фиг.2 изображена технологическая схема окончательной очистки ректификата для получения товарного этанола 95% субстанция на примере соответствующей колонны.- figure 2 shows a flow chart of the final purification of the rectify to obtain marketable ethanol 95% substance on the example of the corresponding columns.
Способ получения этанола 95% субстанция из пищевого сырья реализован на соответствующей установке, которая включает технологически связанные между собой устройство 1 подачи культуральной жидкости (бражки), бражную 2, эпюрационную 3, ректификационную 4 колонны, колонну 5 окончательной очистки, разнообразное типовое теплообменное оборудование, сборник 6 продуктов конденсации острого пара с теплообменников-кипятильников 7 (на фиг. показаны не все), при этом технологическая связь включает трубопроводы 8 первичных и вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей (на фиг.1 и 2 показаны в виде прямых линий), технических жидкостей и отходов производства, и запорно-распределительную арматуру (условно не показана). В дополнение к этому установка включает емкость 9 для сбора вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей с бражной 2, эпюрационной 3 и ректификационной 4 колонн и колонны 5 окончательной очистки, и снабжена дополнительной колонной ректификации 10, связанной с емкостью 9 сбора вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей через разгонную 11 колонну, при этом колонна 5 окончательной очистки этанола включает, по меньшей мере, одну зону гидроселекции с трубопроводом 12 подвода гидроселекционной воды и снабжена разнесенными по высоте, по меньшей мере, двумя вводами 13 ректификата и, по меньшей мере, двумя выводами 14 очищенного этанола, которые связаны с многоколпачковыми тарелками 15, расположенными в ее отгонной 16 и концентрационной 17 частях, а кубовая часть 18 колонны 5 снабжена дополнительным отводом 19 вторичного потока спиртосодержащей жидкости с фракциями примесей, связанным с основной (первой) ректификационной колонной 4 через эпюрационную 3 колонну и/или с дополнительной ректификационной колонной 10 через разгонную колонну 11.The method of producing ethanol 95% substance from food raw materials is implemented in an appropriate installation, which includes a technologically interconnected device 1 for supplying culture fluid (mash), bath 2, epure 3, distillation 4 columns,
Связь первичного потока спиртосодержащей жидкости бражной 2 колонны и вторичного потока спиртосодержащей жидкости с фракциями примесей кубовой части 18 колонны 5 окончательной очистки этанола с эпюрационной колонной 3 выполнена через промежуточную емкость 20. При этом возможна, в том числе одновременная, связь вторичного потока спиртосодержащей жидкости с фракциями примесей кубовой части 18 колонны 5 с емкостью 9 для сбора вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей. Кроме этого трубопровод 12 подвода гидроселекционной воды на колонну 5 окончательной очистки связан со сборником 6 продуктов конденсации всех теплообменников-кипятильников (условно показаны не все), а бражная 2 колонна снабжена узлом 21 подвода избытка отработанного конденсата с хвостовыми примесями (отхода производства - лютерной воды) с колонн ректификации 4 и 10 и кипятильником 22 (7) для его нагрева.The connection of the primary alcohol-containing liquid stream of the second column 2 and the secondary alcohol-containing liquid stream with the impurity fractions of the
Колонна 5 окончательной очистки этанола настоящей установки содержит аппарат 23 вертикального типа с нижним 24 и верхним 25 днищами, состоящий из царг 26, снабженных многоколпачковыми тарелками 15, часть из которых предназначена для отбора очищенного этанола, узлы 27 подвода ректификата (первичных потоков спиртосодержащих жидкостей с ректификационных колонн 4 и 10) для очистки и отвода очищенного этанола, теплообменник-кипятильник 28 (7), трубопровод (дополнительный отвод) 29 отвода вторичного потока спиртосодержащей жидкости и трубопровод 30 подвода флегмы, при этом тарелки 15 отбора очищенного этанола разнесены по высоте колонны 5 и расположены в ее отгонной 16 и концентрационной 17 частях, при этом, по меньшей мере, верхняя, а также, например, средняя зоны колонны 5 снабжены трубопроводами 12 подвода гидроселекционной воды, а ее кубовая часть 18 снабжена дополнительным отводом 19 вторичного потока спиртосодержащей жидкости с фракциями примесей на последующую переработку в составе дистиллята и/или непосредственно на эпюрацию в колонну 3, и/или на разгонку в колонну 11. Дополнительной особенностью колонны 5 является то, что узлы 27 подвода ректификата с колонн 4 и 10 для очистки выполнены с возможностью его подачи, по меньшей мере, двумя независимыми потоками - собственно, поз.27 и поз.27', по меньшей мере, на две разнесенные по высоте многоколпачковые тарелки 15.The final
В общем виде способ получения этанола 95% субстанция из пищевого сырья включает подачу бражки (культуральной жидкости) и дальнейшее вываривание из нее в несколько стадий первичных и вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей, с получением дистиллята, эпюрацию дистиллята, ректификацию эпюрата, съем ректификата с ректификационной колонны 4 и его окончательную очистку.In general terms, the method of producing ethanol 95% of the substance from food raw materials includes the supply of mash (culture fluid) and further digestion of it into several stages of primary and secondary streams of alcohol-containing liquids, with the production of distillate, distillate epuration, distillate distillation, rectification removal from distillation column 4 and its final cleaning.
Отличием способа является то, что вторичные потоки спиртосодержащих жидкостей подвергают разгонке и самостоятельной ректификации в дополнительной ректификационной колонне 10, окончательную очистку этанола с обеих стадий ректификации (колонн 4 и 10) осуществляют с использованием режима гидроселекции, а съем очищенного этанола осуществляют с отгонной 16 и/или концентрационной 17 частей колонны 5 окончательной очистки в зависимости от качественных и количественных показателей этанола и качественных и количественных показателей поступающих на очистку потоков ректификата через узлы 27 и 27', при этом спиртосодержащую жидкость кубовой части 18 колонны 5 окончательной очистки с сопутствующими ей примесями направляют на эпюрацию и/или разгонку для последующей переработки в составе дистиллята и/или в составе вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей. Избыток отработанного конденсата с хвостовыми примесями со стадий ректификации (лютерная вода - отход производства или производственный сток) возвращают в рецикл - в бражную колонну 2 - на стадию вываривания из культуральной жидкости спиртосодержащих жидкостей, таких как дистиллят и спиртосодержащая жидкость вторичного потока.The difference of the method is that the secondary streams of alcohol-containing liquids are subjected to distillation and self-distillation in an additional distillation column 10, the final purification of ethanol from both stages of distillation (columns 4 and 10) is carried out using the hydroselection mode, and the purified ethanol is removed with
Проанализируем существенные признаки изобретений:We analyze the essential features of the inventions:
Настоящая технология производства этанола 95 об.% субстанция предусматривает объединение всех вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей, со всех колонн 2, 3, 4, 5 и 10, включая спиртосодержащие жидкости из собственного теплообменного оборудования колонн 2, 3, 4, 5 и 10, после чего полученная смесь достаточно сложного и неоднородного состава направляется на разгонку и самостоятельную ректификацию для того, чтобы выделить из нее самостоятельный ректификат, при этом ректификат с основной колонны ректификации 4 требует дополнительной очистки. Благодаря соответствующему подводу через узлы 27 и 27' ректификата с обеих стадий ректификации на колонну 5 окончательной очистки и использованию режима гидроселекции, в том числе сразу в двух - отгонной 16 и концентрационной 17 - частях колонны 5, и который ранее не использовался в известных колоннах окончательной очистки, становится возможным реализовать окончательную очистку этанола в одном устройстве - колонне 5. При этом съем очищенного этанола следует осуществлять с отгонной 16 или концентрационной 17, или одновременно с отгонной 16 и концентрационной 17 частей колонны 5, в зависимости от качественных и количественных (в том числе достаточно жестких) показателей товарного этанола 95 об.% субстанция и качественных и количественных (в том числе имеющих достаточно большой разброс) показателей поступающих на очистку «раздробленных», при необходимости, потоков 12 ректификата. Следует отметить, что собирающуюся в кубовой части 18 колонны 5 спиртосодержащую жидкость с сопутствующими ей примесями, также содержащая спиртовую фракцию, направляют на переработку - на эпюрацию, - как самостоятельно, так и вместе с дистиллятом бражной колонны 2 и/или на разгонку через емкость 9 в составе вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей.The present ethanol production technology 95 vol.% Substance provides for the combination of all secondary streams of alcohol-containing liquids from all
Избыток отработанного конденсата с хвостовыми примесями, т.н. лютерная вода - типичный отход производства, имеющий температуру порядка 105°C, - с обеих стадий ректификации, собирают в отдельную емкость 31 через узел 21 насосом подают в кипятильник 22 (7), где получают вторичный пар для вываривания бражки. Традиционно для этой цели используют дорогостоящий острый пар.Excess waste condensate with tailings, so-called luther water - a typical production waste having a temperature of the order of 105 ° C - from both stages of distillation, is collected in a separate tank 31 through a unit 21 and pumped into a boiler 22 (7), where secondary steam is obtained for digestion of the mash. Traditionally, expensive sharp steam is used for this purpose.
Соответственно, для реализации настоящего способа используют соответствующее оборудование. Это касается дополнительной колонны ректификации 10, связанной с емкостью 9 сбора вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей через специальную колонну 11 - для ее разгонки. Также, в колонне 5 окончательной очистки формируют одну или более, - а, преимущественно, две, - зоны гидроселекции с трубопроводами 12 подвода из специального сборника 6 продуктов конденсации от множества теплообменников-кипятильников 7 (22, 28), которыми оснащена установка. Конденсат является практически дистиллированной водой, что является идеальной жидкостью для гидроселекции. Таким образом, колонна 5, реализуя при определенных условиях сразу два режима очистки этанола (режим эпюрации и режим ректификации), также использует для этого два самостоятельных (независимых друг от друга) режима гидроселекции - в верхней и условно средней частях колонны 5.Accordingly, appropriate equipment is used to implement the present method. This applies to the additional rectification column 10, associated with the capacity 9 of the collection of secondary streams of alcohol-containing liquids through a special column 11 for its distillation. Also, in the
Разнесенные по высоте множество вводов 13 для подачи ректификата и их специализация в зависимости от требуемого режима очистки, и множество выводов 14 очищенного (товарного) этанола, которые связаны с соответствующими многоколпачковыми тарелками 15, разнесенными по высоте колонны 5, а конкретно, расположенными в ее отгонной 16 и концентрационной 17 частях, позволяет программировать качественные и количественные характеристики этанола. Практически это реализуется экспресс-исследованием проб поступающего на очистку ректификата на каждом участке 13 его ввода в колонну 5 и выборе на основании этого соответствующих тарелок 15 для получения товарного этанола. Эти тарелки 15 могут быть разнесены по высоте колонны 5, включая ее кубовую 18, отгонную 16 и концентрационную 17 части, и могут служить для отвода этанола как одновременно, так и выборочно - в разных сочетаниях, что не исключает и «классический» режим работы колонны 5. Такой режим работы колонны 5 позволяет собрать в ее кубовой части 18 спиртосодержащую жидкость с сопутствующими ей примесями, которая выводится из колонны 5 на эпюрацию и/или разгонку для переработки, с целью извлечения остатков этанола.Spaced in height are
Наличие промежуточной емкости 20 для сбора (аккумуляции) первичного потока спиртсодержащей жидкости бражной колонны 2 и, в том числе связь с нею, в некоторых случаях, кубовой части 18 колонны 5 окончательной очистки обеспечивают оптимальную и равномерную загрузку эпюрационной колонны 3 независимо от особенностей работы бражной колонны 2, связанных с ее нестабильной, в ряде случаев, производительностью.The presence of an intermediate tank 20 for collecting (accumulating) the primary stream of alcohol-containing liquid from the beer column 2 and, including communication with it, in some cases, still
В известных решениях для гидроселекции используют специально подготовленную (умягченную) воду. В настоящем случае организован сбор продуктов конденсации теплообменников-кипятильников 7 (22, 28), который традиционно сливали в канализацию, а частично подавали в котельную.Known solutions for hydroselecting use specially prepared (softened) water. In the present case, the collection of condensation products of heat exchangers-boilers 7 (22, 28) was organized, which was traditionally drained into the sewer and partially supplied to the boiler room.
Организация в конструкции бражной колонны 2 узла 21 подвода лютерной воды с ее незначительным подогревом для перевода в парообразное состояние взамен непосредственного подвода острого пара, позволяет существенно сэкономить на подготовке технологических жидкостей с улучшенными показателями получаемого дистиллята.The organization in the design of the beer column 2 of the node 21 for supplying luther water with its slight heating to convert to a vapor state instead of the direct supply of hot steam, can significantly save on the preparation of process liquids with improved indicators of the obtained distillate.
Дополнительной особенностью и преимуществом настоящего устройства является то, что рабочее давление в колоннах 2, 3, 4, 5, 10 и 11 установки примерно соответствует атмосферному. Это упрощает управление технологическим оборудованием и делает его работу более стабильной.An additional feature and advantage of this device is that the working pressure in
Что касается конструкции колонны 5 окончательной очистки, то она объединяет в себе множество известных положительных технических решений, связанных с повышением качества очистки спирта. Колонна 5 представляет собою аппарат, обеспечивающий на выходе 14 получение этанола 95 об.% субстанция независимо от качественных и количественных показателей подаваемых в нее через узлы 27 и 27' (вводы 13) потоков ректификата. Теоретически, настоящая колонна 5 может быть смонтирована на любом заводе по производству спирта, что позволит не только улучшить качественные показатели собственного товарного продукта, но и, в некоторых случаях, получить в качестве товарного продукта этанол 95 об.% субстанция. Это достигается за счет разнесения по всей высоте колонны 5 тарелок 15 отбора очищенного этанола - они располагаются и в отгонной 16 и в концентрационной 17 частях. Дополнительно товарный этанол может отводиться из верхней части куба (поз.18). Кроме этого верхнюю и условно среднюю зоны колонны 5 оснащают трубопроводами 12 подвода гидроселекционной воды. Узлы 27 и 27' подвода ректификата для очистки также разнесены по высоте колонны 5 - отдельно (независимо) для каждой ректификационной колонны 4 и 10, - и, дополнительно, делят (дробят) оба поступающие через узлы 27 и 27' потока на множество более мелких потоков с возможностью подачи каждого из них через вводы 13 на разные, также разнесенные по высоте колонны 5, многоколпачковые тарелки 15.As for the design of the
Как упоминалось выше, спиртосодержащую жидкость кубовой части 18 колонны 5 окончательной очистки с сопутствующими ей примесями формируют в самостоятельный вторичный поток для переработки с целью выделения остатков этанола.As mentioned above, the alcohol-containing liquid of the
Ввод в состав технологической установки разгонной 11 и дополнительной ректификационной 10 колонн и колонны 5 окончательной очистки обеспечивает извлечение спирта из промежуточных фракций, отбираемых с соответствующего теплообменного оборудования и ловушек 32, позволяет проводить дополнительную очистку спирта этилового от сопутствующих примесей, повышает качество продукта и его выход, увеличивает производительность установки в целом, обеспечивает снижение концентрации этанола до необходимых 95,1-95,9 об.% за счет его отбора с разных, размещенных по всей высоте колонны 5 выводов 14.Putting into the composition of the technological unit the booster 11 and additional distillation 10 columns and the
Каждое из перечисленных технических решений может использоваться самостоятельно при модернизации «классических» производств получения спирта 96 об.% или для их перепрофилирования на производство этанола 95 об.%, но максимальный положительный эффект (результат) будет получен при их совместном использовании в составе единой технологии получения этанола 95 об.% субстанция.Each of the listed technical solutions can be used independently for the modernization of “classical” alcohol production 96% vol. Or for their conversion to ethanol production 95% vol., But the maximum positive effect (result) will be obtained when they are used together as part of a single production technology ethanol 95 vol.% substance.
Рассмотрим пример реализации изобретений для случая получения этанола субстанции 95,1-95,9 об.% (спирт этиловый раствор 95,1-95,9 об.%) для приготовления лекарственных форм.Consider an example of the implementation of the inventions for the case of obtaining ethanol substances 95.1-95.9 vol.% (Ethyl alcohol solution 95.1-95.9 vol.%) For the preparation of dosage forms.
Исходную культуральную жидкость (бражку), поступающую в бражную колонну 2 через устройство 1, нагревают до 80-85°C паром дистиллята в подогревателе 33 и подают в сепаратор 34, где из нее выделяют диоксид углерода, содержащий пары летучих веществ культуральной жидкости. Диоксид углерода очищают конденсацией паров в конденсаторе 35 и выводят из установки. А образовавшийся конденсат, содержащий значительное количество сложных эфиров, альдегидов, метанола и сивушного масла, направляют в сборник 9 спиртосодержащей жидкости. Отсепарированную культуральную жидкость подают на верхнюю тарелку бражной колонны 2, обогрев которой производят вторичным паром, получаемым из лютерной воды, поступающей в кипятильник 22 (7) из емкости 31 через узел 21. Перед вводом в кубовую часть бражной колонны вторичный пар проходит через ловушку 36 для отделения капелек жидкости.The original culture fluid (mash) entering the brewing column 2 through the device 1 is heated to 80-85 ° C with steam of distillate in a heater 33 and fed to a separator 34, where carbon dioxide containing volatile substances from the culture fluid is separated from it. Carbon dioxide is purified by vapor condensation in the condenser 35 and removed from the installation. And the condensate formed, containing a significant amount of esters, aldehydes, methanol and fusel oil, is sent to a collection of 9 alcohol-containing liquids. The separated culture fluid is fed to the top plate of the mash column 2, which is heated with secondary steam obtained from the luther water entering the boiler 22 (7) from the tank 31 through the unit 21. Before entering the bottom part of the mash column, the secondary steam passes through the trap 36 for separating droplets of liquid.
На тарелках бражной колонны 2 из культуральной жидкости вываривают этиловый спирт и летучие примеси. На верхнюю тарелку колонны 2 подают небольшое количество дистиллята для орошения и лучшего концентрирования примесей. Пары дистиллята направляются с верхней тарелки колонны 2 в подогреватель 33, водяную секцию 37 и далее в конденсатор 38. Дистиллятом из подогревателя 33 водяной секции 37 колонны 2 через сборник 20 дистиллята, специальным насосом питают эпюрационную колонну 3. Фракцию из конденсатора 38 и спиртоловушки 32, содержащей головные и промежуточные примеси, направляют в емкость 9 сбора вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей.Ethyl alcohol and volatile impurities are boiled from the culture column 2 on the plates of the brew column. A small amount of distillate is fed to the top plate of column 2 for irrigation and better concentration of impurities. The distillate vapors are sent from the upper plate of column 2 to heater 33, water section 37 and then to condenser 38. The distillate from heater 33 of water section 37 of column 2 through distillate collector 20, feed a distillation column 3 with a special pump. Fraction from condenser 38 and alcohol trap 32, containing head and intermediate impurities, sent to the tank 9 to collect the secondary streams of alcohol-containing liquids.
Кубовая спиртосодержащая жидкость (эпюрат) эпюрационной колонны 3 обогревается паром через свой собственный кипятильник (условно не показан). Колонна 3 имеет отгонную 16 и концентрационную 17 части, дефлегматор 39, конденсатор 40. На тарелках отгонной части 16 колонны 3 производят очистку этилового спирта от промежуточных примесей и компонентов сивушного масла, которые отбирают с фракцией из паровой фазы верхней тарелки отгонной части и нижней тарелки концентрационной части колонны 3. Процесс концентрирования головных и промежуточных примесей на тарелках верхней зоны концентрационной части 17 колонны 3 проводят при повышенном расходе конденсата пара на гидроселекцию, который подают из сборника (напорной емкости) 6, для достижения крепости эпюрата 15-18 об.%. Это обеспечивает сильное увеличение коэффициентов испарения всех примесей этилового спирта. Компоненты сивушного масла, промежуточные примеси приобретают головной характер, поэтому в эпюрационной колонне 3 проводится глубокая очистка эпюрата от головных примесей, сивушного масла и других промежуточных примесей. Также, эффект очистки усилен за счет уменьшения потока дистиллята и исключения подачи фракции сивушного спирта и непастеризованного спирта на верхнюю тарелку колонны 3. Примеси в составе спиртосодержащих жидкостей выводят из конденсатора 40 и подают в емкость 9 для сбора вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей, а очищенный эпюрат отбирают из кубовой части эпюрационной колонны 3 и подают на тарелку питания ректификационной колонны 4.The bottoms alcohol-containing liquid (epuret) of the epilation column 3 is heated by steam through its own boiler (not shown conditionally). Column 3 has a
В ректификационной колонне 4 с двумя барабанами дефлегматора 41, конденсатором 42 и самостоятельным кипятильником (условно не показан) проводят концентрирование эпюрата и очистку спирта от сопутствующих примесей отбором фракции сивушного спирта из жидкой фазы нижних тарелок концентрационной части колонны 4 и отводят в емкость 9 для сбора вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей. Также проводят очистку спирта от концевых и головных примесей отбором фракции непастеризованного спирта из конденсатора 42, отбором фракции из спиртоловушки 32 и отбором фракции из паровой фазы средних тарелок концентрационной части колонны 4. Продукты очистки направляют в емкость 9. Из паровой фазы средних тарелок отгонной части колонны 4 отбирают пары, масло сивушное и подают в конденсатор сивушный (условно не показан), жидкость из которого направляют на верхнюю тарелку отгонной части ректификационной колонны 10. Из жидкой фазы нижних тарелок верхней концентрационной зоны колонны 4 отбирают очищенный от компонентов сивушного масла и промежуточных примесей спирт этиловый с концентрацией 96% и направляют на соответствующую тарелку питания колонны 5 окончательной очистки.In a distillation column 4 with two reels of reflux condenser 41, a condenser 42 and an independent boiler (not shown conventionally), the epuret is concentrated and alcohol is removed from the accompanying impurities by selection of fusel alcohol fraction from the liquid phase of the lower plates of the concentration part of column 4 and taken to a container 9 for collecting secondary streams of alcohol-containing liquids. Alcohol is also purified from end and head impurities by taking a fraction of unpasteurized alcohol from a condenser 42, taking a fraction from an alcohol trap 32, and taking a fraction from the vapor phase of the middle plates of the concentration part of the column 4. Purification products are sent to the tank 9. From the vapor phase of the middle plates of the distillation part of the column 4, vapors are selected, fusel oil and fed to a fusel condenser (not shown conventionally), the liquid from which is sent to the upper plate of the distillation column distillation column 10. From the liquid phase of the lower tar Lok upper concentration zone of the column 4 is taken from the purified components of the fusel oil and impurities intermediate ethyl alcohol at a concentration of 96% and fed to a
Из емкости 9 спиртосодержащую жидкость специальным насосом подают на одну из верхних тарелок разгонной колонны 11, оборудованной дефлегматором 43, конденсаторами 44 и 45 и кипятильником (условно не показан). Назначение колонны 11 - извлечение спирта этилового из спиртосодержащей жидкости вторичных потоков, поступающей из емкости 9, очистки жидкости от примесей, концентрирование и вывод этих примесей из установки, и последующее получение в ректификационной колонне 10 спирта этилового требуемого качества.From the tank 9, the alcohol-containing liquid is fed by a special pump to one of the upper plates of the booster column 11, equipped with a reflux condenser 43, condensers 44 and 45, and a boiler (not shown conventionally). The purpose of the column 11 is the extraction of ethyl alcohol from the alcohol-containing liquid of the secondary streams coming from the tank 9, purification of the liquid from impurities, concentration and removal of these impurities from the installation, and the subsequent production of ethyl alcohol of the required quality in the distillation column 10.
Процесс разделения фракций в разгонной колонне 11 ведут по методу глубокой гидроселекции с повышенным расходом конденсата пара, поступающего из верхней емкости сборника 6, что позволяет обеспечить крепость спиртосодержащей жидкости в пределах 6-12 об.%. Это улучшает процесс выделения и концентрирования примесей, которые выводят в виде концентрата головных и промежуточных примесей с конденсаторов 44 и 45. Очищенную от примесей спиртосодержащую жидкость отбирают из кубовой части колонны 11 и направляют в дополнительную ректификационную колонну 10, оснащенную дефлегматором 46, конденсатором 47 и собственным кипятильником (условно не показан).The process of separation of fractions in the booster column 11 is carried out by the method of deep hydroselection with an increased consumption of steam condensate coming from the upper tank of the
Назначение колонны 10 - извлечение, концентрирование и очистка от примесей спирта этилового (ректификата) путем отбора фракции сивушного спирта из жидкой фазы нижних тарелок концентрационной части колонны 10, а от концевых, головных примесей - путем отбора фракции непастеризованного спирта из конденсатора 47 и направлением их в виде вторичного потока в емкость 9 для сбора спиртосодержащих жидкостей.The purpose of column 10 is to extract, concentrate and purify ethyl impurities (rectified) from impurities by taking a fraction of fusel alcohol from the liquid phase of the lower plates of the concentration part of column 10, and from end, head impurities by selecting a fraction of unpasteurized alcohol from condenser 47 and directing them to in the form of a secondary stream into a container 9 for collecting alcohol-containing liquids.
Из паровой фазы средних тарелок отгонной части колонны 10 отбирают масло сивушное и направляют в сивушный конденсатор 48, жидкость из которого подают в декантатор 49 и оттуда в сивухопромыватель 50. Из жидкой фазы средних тарелок концентрационной части колонны 10 выводят промежуточные примеси в емкость 9. Из жидкой фазы верхних тарелок концентрационной части колонны 10 отбирают спирт этиловый, очищенный от головных, концевых, промежуточных примесей, компонентов сивушного масла, и направляют на соответствующую многоколпачковую тарелку 15 (тарелку питания) колонны 5 окончательной очистки.From the vapor phase of the middle plates of the distant portion of the column 10, fusel oil is taken out and sent to a fusible condenser 48, the liquid from which is supplied to the decanter 49 and from there to the sivuhavitel 50. From the liquid phase of the middle plates of the concentration part of the column 10, intermediate impurities are removed into the container 9. From the liquid the phases of the upper plates of the concentration part of the column 10 select ethyl alcohol, purified from the head, end, intermediate impurities, components of fusel oil, and sent to the corresponding multi-cap plate 15 (container ku supply) 5 final purification column.
Колонна 5 окончательной очистки с дефлегматором 51, конденсатором 52 и кипятильником 28(7) предназначена для окончательной более глубокой очистки от примесей спирта этилового с ректификационных колонн 4 и 10 и получения качественного конечного продукта - этанола субстанции для приготовления лекарственных форм с концентрацией 95,1-95,9 об.%. Процесс очистки ведут по методу гидроселекции в режиме эпюрации или в режиме повторной ректификации с подачей конденсата пара из верхней емкости сборника 6 на верхние тарелки 15 концентрационной части 17 колонны 5 отбором фракции с промежуточными примесями из кубовой части 18 колонны 5, которые направляют в сборник дистиллята 20, и отбором фракции с концевыми и головными примесями из конденсатора 52, который направляют в емкость 9 для сбора вторичных потоков спиртосодержащих жидкостей.The
Этанол субстанцию с концентрацией 95,1-95,9% для приготовления лекарственных форм в зависимости от реализованной технологии отбирают либо из кубовой части 18 колонны 5, либо с нижних тарелок 15 ее отгонной части 16, либо с нижних тарелок 15 верхней зоны концентрационной части 17 колонны 5. В некоторых случаях, например, при подборе предельно конкретной концентрации этанола, этанол субстанцию можно отбирать сразу с нескольких, разнесенных по высоте колонны 5 тарелок 15.Ethanol substance with a concentration of 95.1-95.9% for the preparation of dosage forms, depending on the technology used, is taken either from the
В результате решения поставленных задач были разработаны оригинальная технология получения этанола 95% субстанция и соответствующее технологическое оборудование - от установки в целом до одного из наиболее значимых узлов - универсальной колонны окончательной очистки, - что позволило упростить технологию производства и конструкцию установки, повысить надежность и стабильность работы оборудования и качество получаемого продукта, обеспечить стабильность качественных показателей, снизить издержки на получение товарного продукта, возвратить в рецикл вторичные продукты спиртового производства и технологические отходы.As a result of the solution of the tasks, an original technology for ethanol production was developed, 95% substance and the corresponding technological equipment - from the installation as a whole to one of the most significant units - a universal final cleaning column - which made it possible to simplify the production technology and design of the installation, increase reliability and stability equipment and the quality of the resulting product, ensure the stability of quality indicators, reduce the cost of obtaining a marketable product, return tit recycled by-products of alcohol production and technological waste.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011153844/10A RU2496879C2 (en) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | Method to produce ethanol 95% from food stock, plant for production of ethanol 95% and tower of final ethanol treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011153844/10A RU2496879C2 (en) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | Method to produce ethanol 95% from food stock, plant for production of ethanol 95% and tower of final ethanol treatment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011153844A RU2011153844A (en) | 2013-07-10 |
| RU2496879C2 true RU2496879C2 (en) | 2013-10-27 |
Family
ID=48787320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011153844/10A RU2496879C2 (en) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | Method to produce ethanol 95% from food stock, plant for production of ethanol 95% and tower of final ethanol treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2496879C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2666913C1 (en) * | 2017-12-25 | 2018-09-13 | Светлана Юрьевна Никитина | Method for coproduction of rectified ethanol and grain distillate |
| RU2666912C1 (en) * | 2017-12-25 | 2018-09-13 | Светлана Юрьевна Никитина | Method for coproduction of rectified ethanol and grain distillate |
| CN108531342A (en) * | 2018-03-16 | 2018-09-14 | 天津大学 | A kind of production method and equipment of the neutral edible product that brews alcohol |
| RU2692914C1 (en) * | 2018-05-07 | 2019-06-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Method for combined production of rectified ethyl alcohol and distillate from fermented grain material |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2309985C1 (en) * | 2006-04-14 | 2007-11-10 | Открытое акционерное общество "Тамбовское спиртоводочное предприятие "ТАЛВИС" | Methods for producing rectified ethyl alcohol "alfa" |
| RU2309984C1 (en) * | 2006-04-14 | 2007-11-10 | Открытое акционерное общество "Тамбовское спиртоводочное предприятие "ТАЛВИС" | Method for producing rectified ethyl alcohol "luks" |
| RU2398881C1 (en) * | 2009-05-18 | 2010-09-10 | Виктор Михайлович Перелыгин | Method for production of rectified alcohol 95% |
-
2011
- 2011-12-29 RU RU2011153844/10A patent/RU2496879C2/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2309985C1 (en) * | 2006-04-14 | 2007-11-10 | Открытое акционерное общество "Тамбовское спиртоводочное предприятие "ТАЛВИС" | Methods for producing rectified ethyl alcohol "alfa" |
| RU2309984C1 (en) * | 2006-04-14 | 2007-11-10 | Открытое акционерное общество "Тамбовское спиртоводочное предприятие "ТАЛВИС" | Method for producing rectified ethyl alcohol "luks" |
| RU2398881C1 (en) * | 2009-05-18 | 2010-09-10 | Виктор Михайлович Перелыгин | Method for production of rectified alcohol 95% |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2666913C1 (en) * | 2017-12-25 | 2018-09-13 | Светлана Юрьевна Никитина | Method for coproduction of rectified ethanol and grain distillate |
| RU2666912C1 (en) * | 2017-12-25 | 2018-09-13 | Светлана Юрьевна Никитина | Method for coproduction of rectified ethanol and grain distillate |
| CN108531342A (en) * | 2018-03-16 | 2018-09-14 | 天津大学 | A kind of production method and equipment of the neutral edible product that brews alcohol |
| CN108531342B (en) * | 2018-03-16 | 2021-08-06 | 天津大学 | Production method and equipment for neutral edible brewed alcohol product |
| RU2692914C1 (en) * | 2018-05-07 | 2019-06-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Method for combined production of rectified ethyl alcohol and distillate from fermented grain material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011153844A (en) | 2013-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2496879C2 (en) | Method to produce ethanol 95% from food stock, plant for production of ethanol 95% and tower of final ethanol treatment | |
| RU2300570C1 (en) | Rectified alcohol production process | |
| RU115678U1 (en) | INSTALLATION OF PRODUCING ETHANOL 95% FROM FOOD RAW MATERIAL AND A COLUMN OF FINAL CLEANING OF ETHANOL | |
| RU2579937C1 (en) | Method for producing rectified alcohol | |
| RU2409674C1 (en) | Method for production of rectified alcohol | |
| RU2579943C1 (en) | Method for producing rectified alcohol | |
| RU2352639C1 (en) | Method for making rectified alcohol | |
| RU2007123176A (en) | METHOD FOR THE PRODUCTION OF RECTIFIED ETHYL ALCOHOL "ALPHA" | |
| RU2337967C1 (en) | Method of rectified alcohol production | |
| RU2666913C1 (en) | Method for coproduction of rectified ethanol and grain distillate | |
| RU2714809C1 (en) | Method of supplying heat flows when producing rectified alcohol in a brew rectification plant | |
| RU2398881C1 (en) | Method for production of rectified alcohol 95% | |
| RU2315107C2 (en) | Method of production of rectified alcohol | |
| RU2409675C1 (en) | Method for production of rectified alcohol | |
| RU2330068C1 (en) | Method of obtaining rectified alcohol | |
| RU2315108C2 (en) | Method of production of rectified alcohol | |
| RU2315110C1 (en) | Method of production of rectified alcohol | |
| RU2651480C1 (en) | Method for producing rectified alcohol | |
| RU2315109C2 (en) | Method of production of rectified alcohol | |
| RU65779U1 (en) | SYSTEM OF SUPPLY OF HEAT FLOWS WHEN RECEIVING A RECTIFIED ALCOHOL IN A BRAKE RECTIFICATION INSTALLATION (OPTIONS) | |
| RU2334795C1 (en) | Method of rectified alcohol production | |
| RU2200609C1 (en) | Rectified alcohol production process | |
| RU2398880C1 (en) | Method for production of rectified alcohol | |
| RU2553220C2 (en) | Method for producing ethanol | |
| RU2421523C1 (en) | Method for production of rectified alcohol |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140423 |
|
| RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20180507 |