Патент на изобретение №2315107

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕКТИФИКОВАННОГО СПИРТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к способам получения пищевого ректификованного спирта. Способ предусматривает брагоректификацию на установке, включающей оборудованные дефлегматорами и конденсаторами обогреваемые колонны – бражную, эпюрационную, ректификационную и окончательной очистки, перегонку бражки в бражной колонне с получением бражного дистиллята, очистку полученного бражного дистиллята в эпюрационной колонне, работающей в режиме гидроселекции, с выводом головных и промежуточных примесей из ее конденсатора и получением эпюрата, очистку полученного эпюрата в ректификационной колонне с выводом фракций сивушного масла, сивушного спирта и непастеризованного спирта, отбираемых из колонны, с получением спирта этилового ректификованного, очистку полученного спирта этилового ректификованного в колонне окончательной очистки с выводом конечного продукта из куба этой колонны. Очистку бражного дистиллята проводят в эпюрационной колонне, имеющей отгонную часть, выварную часть и вертикальный секционный кожухотрубный аппарат с трубками для пропуска охлаждающей жидкости, предназначенный для концентрирования примесей и конденсации пара. До очистки эпюрата в ректификационной колонне в отгонной части эпюрационной колонны проводят дополнительную очистку эпюрата от органических кислот и других хвостовых примесей, которые выводят с лютером из куба эпюрационной колонны, а также от компонентов сивушного масла и других промежуточных примесей, которые отбирают из паровой фазы тарелок ее средней зоны и направляют в сивушный конденсатор. На нижних тарелках выварной части проводят укрепление этиловым спиртом эпюрата, который отбирают из жидкой фазы этих тарелок и подают на тарелку питания ректификационной колонны, В выварной части на тарелках эпюрационной колонны из бражного дистиллята вываривают головные и промежуточные примеси этилового спирта, направляют их с паром из эпюрационной колонны по ее шлемовой трубе в нижнюю секцию кожухотрубного аппарата, в трубки аппарата подают охлаждающую жидкость, а в верхнюю секцию аппарата вводят фракцию сивушного спирта из ректификационной колонны и гидроселекционную воду. Сивушный спирт и гидроселекционная вода поступают в заполненную теплопроводящей насадкой среднюю секцию межтрубного пространства аппарата через установленное в нем распределительное устройство. Очищенную от примесей жидкость выводят из нижней секции межтрубного пространства и возвращают на верхнюю тарелку выварной части эпюрационной колонны. Обогащенный примесями пар выводят из верхней секции межтрубного пространства и подают в конденсатор, из которого отбирают фракцию головных и промежуточных примесей и выводят из системы брагоректификации. Использование изобретения позволит получить ректификованный спирт повышенного качества с пониженными затратами на его производство. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам получения пищевого ректификованного спирта.

Известен способ получения ректификованного спирта, предусматривающий вываривание этилового спирта из бражки в брагоэпюрационной колонне с переходом этилового спирта и сопутствующих примесей в бражной дистиллят с паром из колонны и жидкими фракциями из конденсатора сепаратора диоксида углерода. и спиртоловушки, выделение примесей из бражного дистиллята в эпюрационной колонне с подачей горячей воды в среднюю зону ее концентрационной части и отбором боковой фракции из зоны гидроселекции, которую совместно с фракциями сивушного масла и сивушного спирта из спиртовой колонны ректификуют в сивушной колонне (В.Л.Яровенко, Б.А.Устинников, Ю.П.Богданов, С.И.Громов. Справочник по производству спирта. Сырье, технология и технохимконтроль. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – С.138).

Однако этот способ не обеспечивает возможности повышения качества ректификованного спирта, так как в процессе эгаюрации имеет место неполное выделение метанола, компонентов сивушного масла и других промежуточных примесей. Указанные примеси переходят с эпюратом в спиртовую колонну и частично попадают в конечный продукт, снижая его качество.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения этилового спирта, предусматривающий очистку бражного дистиллята от головных и промежуточных примесей, включая компоненты сивушного масла, в эпюрационной колонне с подачей горячей воды на ее верхнюю тарелку, ректификации эпюрата с отбором фракций сивушного масла, сивушного спирта и непастеризованного спирта, разгонки фракций, содержащих смеси головных и промежуточных примесей, в разгонной колонне с последующим отбором фракции головных и промежуточных примесей из ее конденсатора и возвратом кубовой жидкости разгонной колонны в эпюрационную колонну (В.М.Перелыгин, Т.А.Паршина. Способ получения ректификованного спирта. Патент РФ №2243811 по заявке №2002131193/13 21.11.2002. В01 D/14).

Однако этот способ требует дополнительных затрат на обогрев разгонной колонны и не обеспечивает глубокой очистки спирта от органических кислот и других хвостовых примесей.

Задачей изобретения является получение этилового спирта повышенного качества с пониженными затратами на его производство.

Указанная задача достигается тем, что наряду с вывариванием спирта из бражки в бражной колонне с переходом этилового спирта и сопутствующих примесей в бражной дистиллят с паром из этой колонны, очисткой бражного дистиллята от головных и промежуточных примесей, включая компоненты сивушного масла, в эпюрационной колонне с подачей горячей воды на ее верхнюю тарелку, ректификацией эпюрата в ректификационной колонне с отбором фракций сивушного масла, сивушного спирта и непастеризованного спирта, концентрированием головных и промежуточных примесей этилового спирта, согласно предлагаемому способу этиловый спирт дополнительно очищают от промежуточных примесей отбором фракции сивушного масла из паровой фазы тарелок средней зоны отгонной части эпюрационной колонны, от органических кислот и других хвостовых примесей отбором лютера из куба этой колонны, а эпюрат укрепляют этиловым спиртом, отбирают из жидкой фазы нижних тарелок ее выварной части и направляют на тарелку питания ректификационной колонны, пар с верхней тарелки выварной части эпюрационной колонны направляют в нижнюю зону межтрубного пространства вертикального кожухотрубного аппарата, через трубки которого пропускают охлаждающую жидкость, в верхнюю зону межтрубного пространства подают фракцию сивушного спирта и гидроселекционную воду, а в средней зоне межтрубного пространства, заполненного теплопроводящей насадкой, осуществляют концентрирование примесей этилового спирта в процессах конденсации пара и массообмена между жидкой и паровой фазами на внешней поверхности трубок с охлаждающей жидкостью и элементов насадки, очищенную от примесей жидкость отбирают из нижней зоны межтрубного пространства аппарата и направляют на верхнюю тарелку выварной части эпюрационной колонны, а обогащенный примесями пар выводят из верхней зоны межтрубного пространства и подают в конденсатор, из которого отбирают фракцию головных и промежуточных примесей и выводят из системы брагоректификации.

На чертеже представлена технологическая схема брагоректификации, поясняющая предлагаемый способ.

Исходную бражку нагревают до температуры 80-85°С в бражном подогревателе 4 и подают в сепаратор 2, где из нее выделяют диоксид углерода, содержащий пары летучих веществ бражки. Диоксид углерода очищают конденсацией паров в конденсаторе 3 и выводят из брагоректификационной установки, а образовавшийся конденсат, содержащий значительное количество метанола, сложных эфиров, альдегидов, сивушного масла и других примесей, направляют совместно с жидкостью из спиртоловушки грязных погонов на верхнюю тарелку питания эпюрационной колонны 7.

Отсепарированную бражку подают на верхнюю тарелку бражной колонны 1, где из нее вываривают этиловый спирт и летучие примеси. Пар с верхней тарелки бражной колонны 1 направляют в бражную 4 и водяную 5 секции дефлегматора, где его конденсируют, а образовавшийся конденсат совместно с фракциями из конденсатора 3 сепаратора диоксида углерода, конденсатора 6 бражной колонны и спиртоловушки грязных погонов направляют на тарелку питания колонны 7.

Эпюрационная колонна 7 имеет отгонную и выварную части, снабжена аппаратом 8 для концентрирования примесей и конденсации пара, конденсатором 9 и кипятильником 10.

В отгонной части колонны 7 осуществляют очистку этилового спирта от органических кислот и других хвостовых примесей, которые выводят с лютером из куба колонны 7, а также от компонентов сивушного масла и других промежуточных примесей, которые отбирают с фракцией из паровой фазы тарелок ее средней зоны и направляют в конденсатор 27.

На нижних тарелках выварной части эпюрационной колонны 7 проводят укрепление этиловым спиртом эпюрата, который отбирают из жидкой фазы этих тарелок и подают на тарелку питания ректификационной колонны 19.

На тарелках выварной части колонны 7 вываривают из бражного дистиллята примеси этилового спирта и направляют их с паром из этой колонны по ее шлемовой трубе в нижнюю секцию 13 кожухотрубного аппарата 8, в секцию 11 которого подают охлаждающую жидкость, которую пропускают по трубкам этого аппарата, а из секции 12 выводят отходящую жидкость. В верхнюю секцию 14 межтрубного пространства аппарата 8 вводят фракцию сивушного спирта из ректификационной колонны 19 и гидроселекционную воду из бака 15, которые поступают в среднюю секцию 17 межтрубного пространства через распределительное устройство 28, обеспечивающее равномерное поступление жидкости по горизонтальному сечению аппарата. Средняя секция 17 заполнена теплопроводящей насадкой, которая удерживается в межтрубном пространстве сеткой 29 и обеспечивает контакт между поднимающимся снизу вверх паром и стекающей сверху вниз жидкостью, в результате чего на внешней поверхности трубок с охлаждающей жидкостью и элементов насадки эффективно протекают процессы конденсации пара и его массообмена с разбавленной гидроселекционной водой жидкостью, результатом которых является повышение концентрации примесей этилового спирта в паровой фазе и снижение их содержания в жидкой фазе. Очищенную от примесей жидкость выводят из секции 13 межтрубного пространства и возвращают на верхнюю тарелку выварной части колонны 7, а обогащенный примесями пар подают в конденсатор 9, из которого отбирают фракцию головных и промежуточных примесей (ФГПП) и выводят из системы брагоректификации.

В ректификационной колонне 19 с барабанами дефлегматора 20, 21, конденсатором 22 и кипятильником 16 осуществляют концентрирование эпюрата и очистку спирта от сопутствующих примесей. Из паровой фазы ее нижних 5-11-й тарелок отбирают фракцию сивушного масла и подают в сивушный конденсатор 27, жидкость из которого направляют в декантатор 18. Из верхней зоны декантатора 18 отбирают сивушное масло, а подсивушный слой жидкости подают на верхнюю тарелку отгонной части эпюрационной колонны 7. Из конденсатора 22 выводят фракцию непастеризованного спирта и подают в среднюю зону концентрационной части метанольной колонны 24.

Из жидкой фазы нижних тарелок укрепляющей части колонны 19 отбирают фракцию сивушного спирта и направляют в верхнюю секцию 14 межтрубного пространства аппарата 8.

Из жидкой фазы верхних тарелок укрепляющей части колонны 19 отбирают ректификованный спирт и направляют на тарелку питания метанольной колонны 24 с дефлегматором 25, конденсатором 26 и кипятильником 23.

Колонна 24 предназначена для глубокой очистки спирта от метанола и головных примесей, которые отбирают с головной фракцией (ФГ) из конденсатора 26 и выводят из брагоректификационной установки. Конечный продукт отбирают из куба колонны 24 и подают через спиртовый холодильник и контрольный снаряд в спиртоприемное отделение.

По известному способу не предусмотрено эффективной очистки эпюрата от органических кислот и других хвостовых примесей в эпюрационной колонне, что отрицательно влияет на качество ректификованного спирта.

По предлагаемому способу осуществляют эффективную очистку спирта от органических кислот и других хвостовых примесей на нижних тарелках эпюрационной колонны и выводят их с лютером из куба этой колонны, что повышает качество эпюрата и конечного продукта по сравнению с известным способом.

По известному способу концентрирование головных и промежуточных примесей этилового спирта осуществляют в разгонной колонне, что увеличивает металлоемкость брагоректификационной установки, расход греющего пара, охлаждающей воды и повышает затраты на производство ректификованного спирта.

По предлагаемому способу процесс концентрирования головных и промежуточных примесей этилового спирта проводят в вертикальном кожухотрубном аппарате 8 при повышенном удельном расходе гидроселекционной воды, что уменьшает металлоемкость брагоректификационной установки, расход греющего пара, охлаждающей воды и снижает тем самым затраты на производство ректификованного спирта по сравнению с известным способом.

Сравнительные показатели процесса получения ректификованного спирта согласно прототипу и предлагаемому способу отражены в примерах 1, 2 и представлены в таблице.

Пример 1. Ректификованный спирт получают согласно прототипу.

Пример 2. Ректификованный спирт получают согласно предлагаемому способу.

Как следует из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет выводить из системы брагоректификации больше примесей, получать ректификованный спирт лучшего качества и с меньшими затратами по сравнению с известным способом.

Формула изобретения

Способ получения ректификованного спирта из бражки, предусматривающий брагоректификацию на установке, включающей оборудованные дефлегматорами и конденсаторами обогреваемые колонны – бражную, эпюрационную, ректификационную и окончательной очистки, перегонку бражки в бражной колонне с получением бражного дистиллята, очистку полученного бражного дистиллята в эпюрационной колонне, работающей в режиме гидроселекции, с выводом головных и промежуточных примесей из ее конденсатора и получением эпюрата, очистку полученного эпюрата в ректификационной колонне с выводом фракций сивушного масла, сивушного спирта и непастеризованного спирта, отбираемых из колонны, с получением спирта этилового ректификованного, очистку полученного спирта этилового ректификованного в колонне окончательной очистки с выводом конечного продукта из куба этой колонны, отличающийся тем, что очистку бражного дистиллята проводят в эпюрационной колонне, имеющей отгонную часть, выварную часть и вертикальный секционный кожухотрубный аппарат с трубками для пропуска охлаждающей жидкости, предназначенный для концентрирования примесей и конденсации пара, причем до очистки эпюрата в ректификационной колонне в отгонной части эпюрационной колонны проводят дополнительную очистку эпюрата от органических кислот и других хвостовых примесей, которые выводят с лютером из куба эпюрационной колонны, а также от компонентов сивушного масла и других промежуточных примесей, которые отбирают из паровой фазы тарелок ее средней зоны и направляют в сивушный конденсатор, а на нижних тарелках выварной части проводят укрепление этиловым спиртом эпюрата, который отбирают из жидкой фазы этих тарелок и подают на тарелку питания ректификационной колонны, кроме того, в выварной части на тарелках эпюрационной колонны из бражного дистиллята вываривают головные и промежуточные примеси этилового спирта, направляют их с паром из эпюрационной колонны по ее шлемовой трубе в нижнюю секцию кожухотрубного аппарата, в трубки аппарата подают охлаждающую жидкость, а в верхнюю секцию аппарата вводят фракцию сивушного спирта из ректификационной колонны и гидроселекционную воду, причем сивушный спирт и гидроселекционная вода поступают в заполненную теплопроводящей насадкой среднюю секцию межтрубного пространства аппарата через установленное в нем распределительное устройство, очищенную от примесей жидкость выводят из нижней секции межтрубного пространства и возвращают на верхнюю тарелку выварной части эпюрационной колонны, а обогащенный примесями пар выводят из верхней секции межтрубного пространства и подают в конденсатор, из которого отбирают фракцию головных и промежуточных примесей и выводят из системы брагоректификации.

РИСУНКИ