SE451846B - Meskrektificeringsanordning samt forfarande for automatisk styrning av densamma - Google Patents

Description

alkohol och komplicerar styrning av processförloppet för framställning av alkohol.

Med direkt och halvdirekt verkan arbetande anlägg- ningar erhålles bästa möjliga ekonomi. Genom att dessa anläggningars enskilda anordningar eller apparater är s k ång- produktflödesmässigt förbundna med varandra kan man emellertid icke stabilisera viktiga processparametrar, varför i dessa anläggningar uppträder avsevärda alkoholförluster, vilka försämrar ekonomin för processförloppet för framställning av alkohol.

Dessutom kan den medelst dessa kända anläggningar framställda alkoholen innehålla oönskvärda föroreningsämnen, vilka förorsakar korrosion av metalldelar och vilka i alkohol- -förbränningsprodukterna är giftiga för det omgivande mediet.

För framställning av rektificerad alkohol användes mycket ofta med indirekt verkan arbetande anläggningar, vilka säkerställer stabiliteten av det förlopp, som skall genomföras, vid eventuella ändringar i utgångsparametrarna genom att anläggningens enskilda anordningar eller apparater är endast s k vätskeproduktflödesmässigt förbundna med varandra.

Med indirekt verkan arbetande mäskrektificeringsanlägg- ningar gör det möjligt att framställa alkohol av hög kvalitet vid lägre förluster, dvs alkohol som är fri från förorenings- ämnen (huvudsakligen organiska sådana), vilka förorsakar metallkorrosion eller är giftiga för det omgivande mediet, när alkoholen förbrännes.

Den största procentuella andelen av samtliga, vid al- koholtillverkning uppträdande förluster härrör från mäsk- rektificeringsanordningar, vilka utgör en komponent i mäsk- rektifíceringsanläggningar och består av en s k mäskkolonn, en värmeväxlare och rörledningar, och uppgår till 50-90% av för- lusterna i hela mäskrektifíceringsanläggningen.

För framställning av mäskrektificeringsanordningar för- brukas dessutom 40-80% av den totala metallåtgång, som erford- ras för framställning av hela mäskrektificeringsanläggníngen.

Mäskrektificeringsanordningarna bestämmer alltså ekono- min av hela mäskrektíficeringsanläggningen, vars viktiga para- metrar är processenergiförbrukningen, utbytet av den färdiga 451 846 produkten och materialåtgángen för framställning av utrust- ningen.

En i med indirekt verkan arbetande anläggning användbar mäskrektificeringsanordning är förut känd (jämför exempelvis Sharkov V I, Sapotnitsky SA, Dmitrieva O A, Toumanov I F, "Hyd- rolysprocessteknik", publicerad år 1973, förlaget "Lesnaja pro- myshlennostj", Moskva, s 250-258). Denna kända anordning är avsedd för framställning av ett alkoholkondensat med en styr- ka av 20-30% från hydrolysmäsk och innefattar dels en av en avdrivnings- och en s k förstärkningssektion uppbyggd kolonn, dels i kolonnens höjdled anordnade bottnar för genomförande av s k massabytesförlopp mellan vätska och ånga, vilka bottnar är försedda med hål för ángpassage, dels bottenförsedda hylsor för passage av vätskan fràn botten till botten, dels en värme- växlare, som genom rörledningar är förbunden med kolonnens förstärkningssektion, och dels rörstycken för tillförsel av råmaterial och uppvärmningsànga respektive för bortledning av restprodukt.

Ett förfarande för automatisk styrning av en mäsk- rektificeringsanordníng är förut känt, vid vilket man reglerar tillförsel av råmaterial och uppvärmningsånga och uttagning av ett alkoholkondensat och bestämmer avvikelser hos alkoholhalten i alkoholkondensatet och ändringar i ràmaterialtillförseln í beroende av ett förutbestämt värde, varvid den verkliga pro- cesskapaciteten bestämmes i beroende av alkoholkondensatvolym- flödet och alkoholhalten i alkoholkondensatet. Alkoholhalten i alkoholkondensatet bestämmes i beroende av trycket och tempe- raturen hos produktens vätskeformiga fas i ett kontroll- eller referenstvärsnitt genom kolonnens förstärkningssektion (jämför exempelvis den sovjetryska patentskriften 390 137, publicerad år 1971).

Den ovan beskrivna mäskrektificeringsanordningen kräver en avsevärd processenergiförbrukning pà grund av en hög för- brukning av uppvärmningsånga för avdunstning av i alkoholkon- densatet förekommande vatten, eftersom 3-4 viktdelar vatten måste avdunstas per viktdel av alkohol.

Dessutom uppgår alkoholförlusterna med restprodukten i denna kända mäskrektificeringsanordning till 1-1,5% av det färdiga produktutbytet på grund av ofta uppträdande ändringar i processutgångsparametrarna och mot dessa ändringar svarande variationer i alkoholkondensatets sammansättning, eftersom alkoholens flyktighet inom ett alkoholkoncentrationsområde av från 20 till 30% är tvärt beroende av ändringen av utgångs- parametrarna för processförloppet för framställning av den färdiga produkten.

Det blir särskilt markerat vid användning av ett råmaterial med en alkoholhalt understigande 3%, när till och med låga alkoholförluster med restprodukten (exempelvis 0,03%) leder till en avsevärd (1-1,5%) minskning av utbytet av den färdiga produkten.

Icke heller kan man medelst den ovan beskrivna kända mäskrektíficeringsanordningen framställa alkohol av god handelskvalitet från råmaterial med en alkoholhalt av under 3%, eftersom huvudföroreningsämnen (exempelvis organiska syror, etrar och andra föreningar) vid en alkoholhalt av under 30% icke avlägsnas tillsammans med restprodukten utan bortföres i alkoholkondensatet.

Denna omständighet blir särskilt utpräglad vid ofta uppträdande ändringar i utgångsprocessparametrarna, som härrör från att hydrolysanordningarna icke arbetar rytmiskt. Även en annan mäskrektificeringsanordning är känd, vilken utgör en utgångspunkt för anordníngen enligt uppfinnin- gen och är avsedd för framställning av ett alkoholkondensat med en alkoholhalt av 809.

Denna kända mäskrektificeringsanordning innefattar en av en avdrivníngs- och en förstärkningssektion uppbyggd kolonn och i dess höjdled anordnade bottnar för genomförande av massabytesförlopp mellan vätska och ånga, varvid kolonnens förstärkningssektion - till skillnad från vad som är fallet i den ovan beskrivna kända anordningen av detta slag - är försedd med ytterligare bottnar med hål för ångpassage och med botten- försedda hylsor för överföring av vätskan från botten till botten. Antalet ytterligare bottnar bestämmes av en förinställd alkoholhalt i alkoholkondensatet, vilken i det aktuella fallet utgör 80%. Dessutom innefattar denna kända mäskrektíficerings- anordning en värmeväxlare, som genom rörledningar är förbunden *Häri 451 846 med kolonnens förstärkningssektion, och rörstycken för till- försel av råmaterial och uppvärmningsànga respektive för bort- ledning av restprodukten (jämför exempelvis P S Tsygankov, “Det nya i rektificeringen av etylalkohol“, publicerad år 1973, förlaget "TSNIITEI pischeprom", Moskva, s 33).

En utgångspunkt för förfarandet enligt uppfinningen för automatisk styrning av en mäskrektificeringsanordning utgöres av ett förfarande, som är baserat på att man reglerar till- förseln av råmaterial och uppvärmningsånga och uttagningen av alkoholkondensatet, varvid parametrarna korrigeras i beroende av alkoholförluster med restprodukten. Alkoholförlusterna med restprodukten bestämmes i beroende av alkoholhalten i dess vätskeformiga fas (jämför exempelvis den sovjetryska patent- skriften 637 427, publicerad är 1977).

Mäskrektificeringsanordningen och förfarandet för auto- matisk styrning av denna, vilka användes som utgångspunkt för anordningen respektive förfarandet enligt föreliggande uppfin- ning, säkerställer en làg processenergiförbrukning för fram- ställning av alkohol jämfört med det analoga kända, ovan beskrivna förfarandet respektive med den analoga kända, ovan beskrivna mäskrektificeringsanordningen.

På grund av att alkoholhalten (i alkoholkondensatet) är högre än den som erhålles vid det ovan beskrivna analoga, kända förfarandet respektive medelst den ovan beskrivna analoga kända anordningen, förorsakas emellertid ytterligare alkoholförluster med restprodukten på botten, vilket med andra ord innebär att denna kända mäskrektificeringsanordning och detta kända för- farande för styrning av denna omöjliggör en ökning av utbytet av den färdiga produkten.

Alkoholförlusterna med restprodukten ökar ytterligare under obeständiga processförhållanden på grund av en lång fördröjningstid för systemets svar pà en ändring av alkohol- halten i alkoholkondensatet.

Dessutom medför ändringar i alkoholhalten i råmateria- let en försämring av den färdiga alkoholens handelskvalitet till följd av att systemet uppvisar låg känslighet för en ändring av den kontrollerade parametern, dvs alkoholförlusterna med restprodukten, eftersom alkoholhalten i den vätskeformíga fasen ändras med låg hastighet. 451 846 Den ovan beskrivna kända mäskrektificeringsanordningen kräver en avsevärd materialåtgång för framställning av denna, vilket - jämsides med att denna anordning ger ett förhållande- vis lågt utbyte av den färdiga produkten - försämrar ekonomin för förfarandet för framställning av alkohol.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en mäskrektificeringsanordning och ett för- farande för automatisk styrning av denna anordning, varvid man utformar anordningens förstärkningssektion och bestämmer alko- holförlusterna med restprodukten pà ett sådant sätt, att dessa alkoholförluster blir lägre och systemet blir mer känsligt för en ändring av alkoholförlusterna med restprodukten samtidigt som energiförbrukningen för genomförande av förfarandet blir så låg som möjligt.

Detta uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst en mäskrektificeringsanordning, som innefattar dels en kolonn med avdrivnings- och förstärkningssektioner, dels i kolonnens höjd- led anordnade bottnar för genomförande av ämnesbytesförlopp mellan vätska och ånga, dels en värmeväxlare, som genom ett rörledningssystem' är förbunden med kolonnens förstärkninga- sektion, och dels rörstycken för inmatning av råmaterial och uppvärmningsånga i kolonnen respektive för bortledning av en restprodukt, varvid det för anordningen enligt uppfinningen utmärkande är att tvärsnittsytan hos den övre del av kolonnens förstärkningssektion, som ligger ovanför de andra till åttonde bottnarna, räknat från rörstycket för tillförsel av råmateria- let, utgör 0,25-0,64 av tvärsnittsarean hos kolonnens kvar- varande del, medan den sammanlagda behållarvolymen hos bottnar- na i förstärkningssektionens övre del utgör 0,04-0,4 av den hos de kvarvarande bottnarna i kolonnen.

Vid det kända förfarandet för automatisk styrning av mäskrektificeringsanordningen, vid vilket man reglerar inmat- ning av ràmaterialet och uppvärmningsånga i kolonnen och uttagning av alkoholkondensatet samt korrigerar dessa para- metrar i beroende av alkoholförlusterna med restprodukten, bestämmer man, enligt uppfinningen, alkoholförlusterna med restprodukten i beroende av alkoholhalten i àngfasen av den restprodukt, som ligger på de andra till femte bottnarna i g-.zszs 451 846 kolonnens avdrivningssektion, räknat i riktning underifrån och uppåt.

Man har genom försök kunnat konstatera, att kolonnens effektivitet (verkningsgrad) - om man minskar behàllarvolymen hos de bottnar i kolonnens förstärkningssektion, som ligger ovanför de andra till åttonde bottnarna från rörstycket för tillförsel av ràmaterialet, dvs ligger i en zon, där en produkt med en alkoholhalt av över 20-30% erhålles - icke försämras utan tvärtom förbättras - om den totala behàllarvolymen hos nämnda bottnar utgör 0,04-0,4 av den hos kolonnens kvarvarande bottnar - genom effektiv avskiljning av beståndsdelarna, vilket resulterar i en minskning av alkoholförlusterna med rest- produkten och i en minskning av energiförbrukningen för genom- förande av förfarandet. Beståndsdelarnas effektiva avskiljning eller separering leder bl a till en minskning av den mängd âterflöde, som skall àtermatas till kolonnen, och följaktligen en minskning av förbrukningen av uppvärmningsánga för av- dunstning av i alkoholkondensatet förekommande vatten.

Dessutom bidrar nämnda, valda variationsomràde för den totala behàllarvolymen hos bottnarna i den övre delen av kolon- nens förstärkningssektion till att mer stabilt konstanthålla alkoholhalten i alkoholkondensatet (man förinställer en alkoholhalt av från 40 till 95 vol-%), varför de optimala processförhàllandena kan upprätthàllas mer stabilt.

Detta blir särskilt markerat, om råmaterial med en alkoholhalt av under 3% användes. Det är därför lämpligt, att kolonnens förstärkningssektion är uppbyggd av två delar, dvs en övre del, vari den totala behållarvolymen hos bottnarna utgör 0,04-0,4 av den hos de kvarvarande bottnarna i kolonnen, och en undre del med bottnar för en vätska med en alkoholhalt av högst 20-30%.

Nämndal ändringsområde för den totala behållarvolymen hos bottnarna i den övre delen av kolonnens förstärkninga- sektion bidrar till att avsevärt minska materialåtgången för framställning av mäskrektificeringsanordningen, vilket gör framställningen av alkohol billigare.

Genom försök har man kunnat finna, att anordnandet av den övre delen av förstärkningssektionen under den andra botten 'inf/HS i . ..>.- 451 846 från rörstycket för tillförsel av råmateríalet resulterar i att en avsevärd vätskemängd bortföres och att anordningen blir funktionsoduglíg. Om förstärkningssektionens övre del är an- bragt ovanför den åttonde botten från rörstycket för tillförsel av råmaterialet, ökar tvärt fördröjningstiden för systemets svar på en ändring av den kontrollerade parametern, samtidigt som alkoholförlusterna ökar.

En dylik utformning av mäskrektíficeringsanordningen bidrar vidare till att minska fördröjningstiden för systemets savr på en ändring i alkoholhalten i alkoholkondensatet genom att uppsamlingstiden för alkohol på de övre bottnarna minskar till följd av att dessa bottnar uppvisar lägre behållarvolym.

Valet av nämnda ändringsomràde för den totala behållar- volymen hos bottnarna i den övre delen beror på att man - om den totala behállarvolymen hos bottnarna i den övre delen är mindre än 0,04 av den hos resten av bottnarna - i anordningarna av motströmstyp icke kan uppnå den önskade avskiljníngseffekti- viteten för beståndsdelarna för framställning av alkoholkon- densatet, varför energiförbrukningen för genomförande av för- loppet samt alkoholförlusterna med restprodukten ökar.

Om den sammanlagda eller totala behállarvolymen hos bottnarna i den övre delen är större än 0,4 av den hos resten av bottnarna i kolonnen, åstadkommas icke optimala process- förhållanden för alkoholtillverkníng, samtidigt som material-r átgången för framställning av mäskrektifíceringsanordningen ökar.

Om tvärsníttsytförhållandet mellan förstärknings- kolonnens övre del och dess återstående del är lika med 0,25:1 till 0,64:1, kan man - om förhållandet mellan den totala behállarvolymen hos bottnarna i förstärkningssektionens övre del och den totala behállarvolymen hos resten av bottnarna varierar mellan 0,04:1 och 0,4:1 - åstadkomma bästa möjliga bytesförhållanden mellan vätska och ánga i de i stor omfattning användbara mäskrektifikationerna av motströmstyp.

Man har kunnat konstatera, att nämnda variationsgränser för den totala behállarvolymen hos bottnarna i förstärknings- kolonnens övre del säkerställer den önskade avskiljníngs- effektiviteten i anordningarna av motströmstyp, samtidigt som 93-3 b? 451 846 man tämligen snabbt kan styra anordningen genom förfarandet enligt uppfinningen, varjämte utbytet av alkohol av handels- kvalitet är optimalt och alkoholkvaliteten är garanterad.

Dessutom har man kunnat konstatera, att ändringshastig- heten för alkoholhalten i ångfasen - om den enligt föreliggande uppfinning utformade mäskrektificeringsanordningen användes - är avsevärt högre än ändringshastigheten för alkoholhalten i vätskefasen, vilket med andra ord innebär att systemets käns- lighet för en ändring av den kontrollerade parametern, dvs alkoholförlusterna med restprodukten, blir högre.

Detta blir särskilt markerat, om råmaterial med en alkoholhalt av under 3% skall behandlas.

Genom försök har man kunnat finna, att den zon, där alkoholen i produkten uppvisar konstant sammansättning, befin~ ner sig pà de andra till femte bottnarna, varför bestämning av alkoholförlusterna i denna zon bidrar till mätningsstabilitet samtidigt som systemet bibehåller den känslighet, som erfordras för att processförhàllandena skall kunna korrigeras.

När man bestämmer alkoholhalten i ångfasen av den pà den första botten liggande restprodukten, minskar mätnoggrann- heten genom att produktstänk bortföres.

Om man bestämmer alkoholhalten i ångfasen av den i utrymmet ovanför den femte botten liggande restprodukten, minskar» mätnoggrannheten på grund av att koncentrationen av beståndsdelarna i nämnda zon varierar avsevärt.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, som schematiskt visar ett längdsnitt genom mäskrektificeringsanordningen enligt uppfinningen med ett styrsystem för genomförande av det enligt uppfinningen före- slagna förfarandet för automatisk styrning av mäskrekti- fíceringsanordningen.

Mäskrektificeringsanordningen enligt uppfinningen inne- fattar en kolonn 1 med ett hus 2 och ett lock 3. Huset 2 är i höjdled, medelst ett rörstycke 4 för inmatning av ett rå- material A i kolonnen 1 uppdelat i en avdrivningssektion 5 och en s k förstärkningssektíon (en alkoholförstärkningssektion) 6.

Förstärkningssektionen 6 är uppbyggd av en undre del 7 och en övre del 8, vars tvärsnittsyta utgör 0,25-0,64 av tvär- 451 846 10 sníttsytan hos kolonnens 1 kvarvarande del.

I kolonnens 1 hus 2 är över hela dess höjd anordnade bottnar 9, vilka är avsedda för genomförande av ämnesbytes- förlopp mellan vätska och ånga och försedda med hål 10 för ángpassage och bottenförsedda hylsor 11 för överströmning av vätskan från botten till botten. Bottnarna 9 kan vara av klaff-, klock- eller fjälltyp eller av annan typ.

Den övre delen 8 av kolonnens 1 förstärkningssektion 6 är anordnad ovanför de andra till åttonde bottnarna 9, räknat från rörstycket 4 för inmatning av råmaterialet i kolonnen 1.

Den totala behállarvolymen hos bottnarna 9 i den övre delen 8 utgör 0,04-0,4 av den hos de kvarvarande bottnarna 9 i kolonnen 1.

Dessutom innefattar kolonnen 1 ett rörstycke 12 för tillförsel av uppvärmningsànga B och ett rörstycke 13 för bortledning av en s k restprodukt C.

Ytterligare innefattar mäskrektificeringsanordningen en värmeväxlare 14, vars på ritningen icke visade ångsektion genom en rörledning 15 är förbunden med kolonnen 1 genom en pà rit- ningen icke visad öppning i husets 2 lock 3. Värmeväxlarens 14 på ritningen icke visade kondensatkammare är genom en rörled- ning 16 förbunden med kolonnens 1 övre botten 9' och genom en rörledning 17 förbunden med mäskrektificeringsanläggningens nästföljande, pá ritningen icke visade kolonn.

Efter den övre botten 9" i förstärkningssektionens 6 undre del 7 utgör alkoholhalten i ångfasen 20-30%.

Mäskrektificeringsanordningen enligt uppfinningen fun- gerar på följande sätt.

Råmaterialet A, exempelvis en s k hydrolysmäsk, och uppvärmningsângan B inmatas genom rörstyckena A respektive 12 i kolonnen 1.

Den på den undre botten 9 liggande vätskan, som upp- värmes av uppvärmningsàngan B, bringas att koka, vilket resul- terar i bildande av ånga, som genom hålen 10 för ångpassage överföres till den överliggande botten 9. Vätskan med konti- nuerligt avtagande alkoholhalt överströmmar successivt i rikt- ning uppifrån och nedåt över de bottenförsedda hylsorna 11 för överströmning av vätskan från botten till botten, samtidigt som man från vätskan avlägsnar alkohol och lättkokande ämnen :Ei 451 846 11 pà ett sådant sätt, att deras halt i restprodukten i kolonnen 1 utgör 0,01-0,05%. Restprodukten C med nämnda alkoholhalt bortledes från kolonnen 1 genom rörstycket 13.

I den undre delen 7 av kolonnens 1 förstärkningssektion 6 förstärkes ångan medelst alkohol och lättkokande bestånds- delar till en koncentration av 20-30%, vilken ånga inmatas i förstärkningssektionens 6 övre del 8, där den förstärkes till en koncentration av 40-95%. Den förstärkta ångan med en alkoholhalt av 40-95% inmatas genom den i kolonnens 1 lock 3 upptagna, på ritningen icke visade öppningen och genom rör- ledningen 15 i värmeväxlarens 14 på ritningen icke visade ångkammare, vari alkoholångan kondenserar, och därefter i värmeväxlarens 14 på ritningen icke visade kondensatkammare, vari det erhållna alkoholkondensatet kyles ytterligare. Det kylda alkoholkondensatet D strömmar ut från värmeväxlaren 14.

Man uttager en del av det kylda alkoholkondensatet, vilken genom rörledningen 17 införes i den andra, på ritningen icke visade kolonnen för efterföljande rening för framställning av alkohol av handelskvalitet. Resten av alkoholkondensatet åter- matas i form av ett återflöde till kolonnens 1 övre botten 9'.

Den automatiska styrningen av mäskrektificeringsanord- ningen genomföres pà följande sätt.

Två ingångar hos en s k funktionsenhet 18 matas med signaler, vilka är proportionella mot en förutbestämd alkohol- halt i alkoholkondensatet D respektive mot förutbestämda alkoholförluster i restprodukten C.

Alkoholförlusterna med restprodukten bestämmes genom mätning av alkoholhalten i produktens ångfas, vilket bidrar till att öka systemets känslighet för en ändring av den kontrollerade parametern, dvs alkoholförlusterna med rest- produkten.

För att säkerställa mätningsstabiliteten under sam- tidigt bibehållande av systemets erforderliga känslighet bestämmes alkoholförlusterna i zonen med konstant samman- sättning, som i beroende av belastningen på kolonnen 1, alko- holkoncentrationen i rámaterialet och ämnesbytesförhållandena befinner sig i området för de andra till femte bottnarna, räk- nat i riktning underifrån och uppåt. 451 846 12 Utsignaler från en givare 19 för avkänning av alkohol- halten i alkoholkondensatet samt utsignaler från en givare 20 för alkoholförlusterna med restprodukten matas till andra ingångar hos funktionsenheten 18, med vars hjälp man bestämmer avvikelser hos nämnda parametrar från de förutbestämda och förinställer de önskade värdena av volymflödet hos rámaterialet och uppvärmningsàngan, som tillföres, och hos det alkoholkon- densat, som skall uttagas, vilka värden (volymflödesvärden) i form av förínställningsorder överföres dels till en regulator 21 i en krets för reglering av tillförseln av râmaterialet, dels till en regulator 22 i en krets för reglering av till- försel av uppvärmningsånga och dels till en regulator 23 i en krets för reglering av uttagningen av alkoholkondensatet. Med ledning av jämförelser mellan de i fornl av utsignaler från enheten 18 inkommande förinställningsorderna med utsignaler frán en volymflödesgivare 24 för råmaterialet, en volymflödes- givare 25 för uppvärmningsàngan och en volymflödesgivare 26 för alkoholkondensatet formar regulatorerna 21, 22 respektive 23 signaler för styrning av páverkningsmekanismer 27, 28 respek- tive 29 i respektive kretsar. Pàverkníngsmekanismerna 27, 28, 29 ändrar tillförseln av råmaterialet och uppvärmningsångan respektive uttagningen av alkoholkondensatet tills alkohol- halten i alkoholkondensatet och alkoholförlusterna med rest- produkten blir lika med den förinställda alkoholhalten respek- tive lika med de förutbestämda alkoholförlusterna.

Uppfinningen belyses närmare nedan medelst följande utföringsexempel.

Exemgel 1 En mäsk A med en alkoholhalt av 1,2% inmatas genom ett rörstycke 4 för tillförsel av råmaterial i en mäskrektifi- ceringsanordning med en kolonn 1, som är försedd med sextio bottnar 9. Mäsken A tillföras den trettionde botten 9 med en fiödeshastignet (ett vaiymfiöae) av 45 m3/h.

En övre del 8 av kolonnens 1 förstärkningssektion 6 är försedd med tjugosex bottnar 9, vilkas totala behållarvolym ut- gör 0,4 av den totala, behàllarvolymen hos de kvarvarande bottnarna 9 i kolonnen_]. Tvärsnittsytarean hos förstärknings- .fis 0"! _...\ OO -|> O\ 13 sektionens 6 övre del 8 utgör 0,25 av den hos kolonnens 1 kvar- varande del. Pâ bottnarna 9, räknat från och med den åttonde botten 9 ovanför rörstycket 4 för tillförsel av ràmaterialet till den underst liggande botten 9 i förstärkningssektionens 6 övre del 8 utgör alkoholhalten i ångan 21-28%. Mäskrekti- ficeringsanordningens kolonn 1 har en vikt av 22 ton.

Man erhåller ett alkoholkondensat D, som innehåller 95% alkohol och 400-600 mg totalt av organiska förorenings- ämnen, vilka karakteriserar alkoholkvaliteten, per liter.

Därefter börjar man inmata en mäsk A med en alkoholhalt av 1,5% i mäskrektificeringsanordningen, varför alkoholkonden- satets D och restproduktens C sammansättning ändras, varvid man tillför uppvärmningsàngan B och mäsken A och uttager kon- densatet D genom förfarandet enligt föreliggande uppfinning.

Den transienta processtiden är 15-20 min. Därefter erhålles ett alkoholkondensat D, som innehåller 96,1% alkohol och 380-600 mg totalt av organiska föroreningsämnen per liter, varvid den större delen av dessa föroreníngsämnen utgöres av organiska syror och estrar, exempelvis myrsyra, ättiksyra, etylacetat, etc. Alkoholförlusterna utgör 0,012%. Under de övergångsprocessförhållandena var alkoholförlusterna praktiskt taget desamma. Uppvärmningsångförbrukningen var 5 ton/h och ändrades praktiskt taget icke under övergàngsprocessförhållan- dena.

En mäsk med en alkoholhalt av 1,2% inmatas i en mäsk- rektificeringsanordning med en kolonn av känd konstruktion med samma antal bottnar och med en vikt av 31 ton.

Man erhåller ett alkoholkondensat D, som innehåller 95% alkohol och 800-1 500 mg sammanlagt av organiska förore- ningsämnen per liter (den större delen av dessa föroreningsäm- nen utgöres av organiska syror och estrar). Alkoholförlusterna med restprodukten utgör 0,024-0,025%. Uppvärmningsàngförbruk- ningen är 5,7 ton/h.

Därefter börjar man inmata en mäsk med en alkoholhalt av 1,5%. Övergángsprocesstiden är 4-6 timmar, under vilken tid alkoholförlusterna med restprodukten utgör 0,03~0,04%. Sedan stabila processförhållanden inställts, utgjorde alkoholför- lusterna 0,026-0,028%. 451 846 14 Under de stationära processförhållandena erhålles ett alkoholkondensat, som innehåller 95,2% alkohol och 800-1 600 mg sammanlagt av organiska föroreningsämnen/liter.

Man kan alltså se, att alkoholförlusterna - vid en 1,4 gånger lägre vikt, hos kolonnen 1 om föreliggande uppfinning användes - halveras samtidigt som alkoholkondensatets styrka blir något högre och uppvärmningsångförbrukningen blir 10% lägre, varvid övergàngsprocesstiden blir 12 gånger kortare och utbytet av den färdiga produkten ökar med 0,8%. Dessutom för- bättras alkoholkvaliteten genom minskning av halten organiska föroreningsämnen i alkoholen.

Exempel 2 En mäsk A med en alkoholhalt av 1,1% inmatas med en flödeshastighet (ett volymflöde) av 46 m3/h i mäskrektifi- ceringsanordningen, vars kolonn 1 är försedd med 42 klock- bottnar 9, genom rörstycket 4 för tillförsel av râmaterialet.

Mäsken A tillföres till den tjugosjätte botten 9.

Den övre delen 8 av kolonnens 1 förstärkningssektion 6 är försedd med 12 bottnar 9, vilkas sammanlagda behållarvolym utgör 0,18 av den sammanlagda behállarvolymen hos de kvar- varande bottnarna 9 i kolonnen 1. Tvärsnittsytarean hos för- stärkningssektionens 6 övre del 8 utgör hälften av tvärsnitts- ytarean hos kolonnens 1 kvarvarande del. På bottnarna 9, räknat från och med den femte botten 9 ovanför rörstycket 4 för rå- materialtillförsel till den underst liggande botten 9 i förstärkningssektionens 6 övre del 8 utgör alkoholhalten i ångan 20-22%. Vikten av mäskrektifikatorns kolonn 1 är 17 t.

Man erhåller ett alkoholkondensat, som innehåller 70-72% alkohol och 800-900 mg sammanlagt av organiska föro- reningsämnen, vilka karakteriserar alkoholkvaliteten,per liter.

En mäsk A med en alkoholhalt av 1,6% börjar därefter inmatas i kolonnen 1, vilket resulterar i att alkoholkonden- satets D och restproduktens C sammansättning ändras, varvid tillförseln av uppvärmningsångan B och mäsken A samt uttag- ningen av alkoholkondensatet D genomföres genom förfarandet enligt uppfinningen. Övergångsprocesstiden utgör 15-20 min, efter vilken tid man erhåller ett alkoholkondensat D, som inne- 451 846 15 håller 71% alkohol och 800-900 mg sammanlagt av organiska föroreningsämnen/liter. Alkoholförlusterna utgör 0,011~0,012% och förblir praktiskt taget desamma under övergàngsprocess- förhållandena. Uppvärmningsàngförbrukningen utgör 4,6 t/h och ändras praktiskt taget icke under övergångsprocessförhållan- dena.

En mäsk med en alkoholhalt av 1,1% inmatas i en mäsk- rektificeríngsanordníng med en 22 t vägande kolonn av känd konstruktion med samma antal bottnar.

Man erhåller ett alkoholkondensat, som innehåller 68% alkohol och 1 000-1 600 mg sammanlagt av organiska föro- reningsämnen/liter. Alkoholförlusterna med restprodukten utgör 0,024-0,028%, medan uppvärmningsángförbrukningen utgör 5,1 t/h.

En mäsk med en alkoholhalt av 1,6% börjar därefter inmatas i kolonnen. Övergángsprocesstiden är 4-5 timmar, efter vilken tid alkoholförlusterna med restprodukten uppgår till 0,03-0,04%. Sedan stabila processförhàllanden inställts, utgör alkoholförlusterna 0,024-0,028%.

Under de stationära processförhållandena framställes ett alkoholkondensat, som innehåller 70% alkohol och 1 000- 16 000 mg sammanlagt av organiska föroreningsämnen/liter.

Det framgår därav, att alkoholförlusterna vid en 20% lägre vikt hos kolonnen 1 - om föreliggande uppfinning använ- des - halveras, samtidigt som alkoholkondensatets styrka ökar något och uppvärmningsångförbrukningen blir 10% lägre, varjämte övergångsprocesstiden blir 12 gånger kortare och utbytet av den färdiga produkten ökar med 0,7%. Dessutom förbättras alko- holkvaliteten genom att alkoholen har en lägre halt av organis- ka föroreningsämnen.

Exemgel 3 En mäsk A med en alkoholhalt av 1% införes med en flödeshastighet av 42 m3/h genom rörstycket 4 för råmaterial- tillförsel i mäskrektificeringsanordningen, vars kolonn 1 är försedd med 36 bottnar 9. Mäsken A tíllföres den trettionde botten 9.

Den övre delen 8 av kolonnens 1 förstärkningssektion 6 är försedd med fyra bottnar 9, vilkas sammanlagda behållar- . fi» U' 1 ...x CO 43.

CS\ 16 volym utgör 0,04 av den sammanlagda behållarvolymen hos kolon- nens 1 kvarvarande bottnar 9. Tvärsnittsytarean hos den övre delen 8 av förstärkníngssektionen 6 utgör 0,6 av den hos den kvarvarande delen av kolonnen 1. På bottnarna 9, räknat från och med den tredje botten 9 ovanför rörstycket 4 för råmate- rialtillförsel till den underst liggande botten 9 í förstärk- ningssektionens 6 övre del 8 utgör alkoholhalten i ångan 28-30%. Mäskrektifíceringsanordningens kolonn 1 har en vikt av 17 t.

Man erhåller ett alkoholkondensat D, som innehåller 45% alkohol och 1 000-1 200 mg sammanlagt av organiska föro- reningsämnen, vilka bestämmer alkoholkvaliteten, per liter.

En mäsk med en alkoholhalt av 1,6% börjar därefter in- matas i kolonnen 1, varför alkoholkondensatets D och restpro- duktens C sammansättning ändras, varvid uppvärmningsångan B och mäsken A tillföres och alkoholkondensatet D uttages genom förfarandet enligt föreliggande uppfinning. Övergångsprocess- tiden utgör 10-15 min, varefter man erhåller ett alkoholkon- densat, som innehåller 46% alkohol och 1 000-1 200 mg samman- lagt av organiska föroreningsämnen/liter. Alkoholförlusterna utgör 0,005% och ändras praktiskt taget icke under övergångs- processförhâllandena. Uppvärmningsångförbrukningen är 5,2 t/h och ändras praktiskt taget icke under övergångsprocessför- hållandena.

En mäsk med en alkoholhalt av 1% inmatas i en mäsk- rektificeringsanordning med en 19 t vägande kolonn av känd konstruktion med samma antal bottnar.

Man erhåller ett alkoholkondensat, som innehåller 42% alkohol och 1 200-1 700 mg sammanlagt av organiska förorenings- ämnen/liter. Alkoholförlusterna med restprodukten utgör 0,01%, medan uppvärmningsångförbrukningen utgör 5,7 t/h.

En mäsk med en alkoholhalt av 1,6% börjar därefter ínmatas i anordningen. Övergångsprocesstiden utgör 2-3 timmar, varefter alkoholförlusterna med restprodukten utgör 0,02%.

Sedan stabila processförhållanden inställts, uppgår alkohol- förlusterna till 0,01%.

Under de stationära processförhållandena erhålles ett alkoholkondensat, som innehåller 40% alkohol och 1 200-1 700 mg sammanlagt av organiska föroreningsämnen/liter. i) 17 Det framgår därav, att alkoholförlusterna vid en 20% lägre vikt hos kolonnen 1 - om uppfinningen användes - minskar till hälften något och uppvärmningsångförbrukningen minskar med 10%, varvid samtidigt som alkoholkondensatets styrka ökar övergångsprocesstiden blir 12 gånger kortare och utbytet av den färdiga produkten ökar med 0,3%. Dessutom blir alkohol- kvaliteten bättre genom minskning av halten organiska föro~ reningsämnen i alkoholen.

Uppfinningen kan företrädesvis användas i med indirekt verkan arbetande anläggningar och i oberoende anordningar, som innehåller en enda mäskrektificeringskolonn. 46 ,-~«~.~,...~.-....__.4 _ Uw- ---~ --'~ ' J ---

Claims (2)

18 P a t e n t k r a v

1. Mäskrektificeringsanordning innefattande dels en kolonn med avdrivnings~ och förstärkningssektioner, dels i kolonnens höjdled anordnade bottnar för genomförande av ämnesbytes- förlopp mellan vätska och ånga, dels en värmeväxlare, som genom ett rörledningssystem är förbunden med kolonnens förstärk- ningssektion, och dels rörstycken för inmatning av råmaterial och uppvärmningsånga i kolonnen respektive för bortledning av en restprodukt, k ä n n e t e c k n a d a v att tvärsnitts- arean hos den övre del (8) av kolonnens (1) förstärkningssek-_ tion (6), som ligger ovanför de andra till åttonde bottnarna (9), räknat från rörstycket (4) för råmateríaltillförsel, utgör 0,25-0,64 av tvärsnittsarean hos kolonnens (1) kvarvarande del, medan den sammanlagda behàllarvolymen hos bottnarna (9) i förstärkningssektíonens (6) övre del (8) utgör 0,04-0,4 av den hos kolonnens (1) kvarvarande bottnar (9).

2. Förfarande för automatisk styrning av mäskrektifi- ceringsanordningen enligt patentkravet 1, vid vilket förfarande man reglerar inmatning av råmaterial och uppvärmningsånga i kolonnen och uttagning av ett alkoholkondensat och korrigerar nämnda parametrar i beroende av alkoholförlusterna i rest- produkten, k ä n n e_t e c k n a t a v att alkoholförlusterna i restprodukten bestämmes i beroende av alkoholhalten i ång- fasen av den restprodukt, som ligger på de andra till femte bottnarna (9) i kolonnens (1) avdrivningssektion (5), räknat i riktning underifrån och uppåt. CJ A' '\