БРАГОРЕКТИФЇКАЦІЙНІ УСТАНОВКИ З ДОДАТКОВИМИ КОЛОНАМИ

Додаткові колони (сивушну, остаточної очистки й розгінну) можна підключати до будь-якого типу установки за необхідністю. На рис. 10.25 наведені схеми обв'язки додаткових колон. У безводній частині головної фракції, що відбирається з конденсатора епюраційної колони, звичайно міститься 92...97 % етилового спирту і тільки 8...З % домішок. На зерно-картопляних заводах цієї фракції відбирають 2...З %, а на мелясних - 3...5 % від спирту, що надходить з бражкою. Завдяки установці колони(рис. 25, а), можна виділити основну масу спирту з ГФ, а головні домішки одержати в концентрованому вигляді, внаслідок чого вихід ректифікованого спирту підвищується з 94...96 до 98...98,5 % від спирту, введеного з бражкою.

Колона має 40...45 багатоковпачкових тарілок з міжтарілковою відстанню 170 мм, забезпечена дефлегматором і декантатором. Живлення (ГФ) подається на 24...28-у тарілку знизу, на верхню тарілку вводиться гаряча лютерна вода, а в нижню частину колони - гріюча пара. При надходженні води на верхню тарілку колони концентрація спирту на тарілках знижується, а леткість головних домішок збільшується, в результаті чого вони добре вилучаються. Спирт, звільнений від домішок, виходить з нижньої частини колони (кубова рідина) і надходить до бражки або в бражну колону і таким чином вводиться знову в цикл брагоректифІкації.

Головні домішки концентруються у верхній частині розгінної колони. Після конденсації пари, яка виходить з колони, одержують гетерогенну суміш, що складається переважно з ефірів, альдегідів, води й невеликої кількості спирту, яка надходить в декантатор для розшарування.

Рис. 10.25 Схеми обв'язки додаткових колон: а - розгінної; б - остаточної очистки; в - сивушної; 1 - колона; 2 - дефлегматор; 3 - конденсатор; 4 - декантатор; 5 - кип'ятильник (випарник); 6 - холодильник спирту; 7 - ліхтар; 8 - холодильник сивушної фракції; 9 - гідравлічний затвор; 10 - екстрактор сивушного масла; 11 -

регулюючі клапани; 12 - вакуум-переривачі; 13-ротаметри; 14-пробний холодильник; С - вода; ГФ і ГФ' - головна фракція; ЮК - кубова рідина; ЕАК -ефіроальдегідний концентрат; Н - несконденсовані гази (до спиртовловлювача); О - залишок; PC і PC'- ректифікований спирт; СС - сивушний спирт; СФ- сивушна фракція; CM - сивушне масло; Л - лютерна вода; П - гріюча пара

Верхній шар, що є концентратом головної фракції (КГФ) з невеликим вмістом спирту, виводиться з установки як побічний продукт ректифікації. Нижній водний шар, у якому міститься деяка кількість головних домішок і залишок спирту надходить на зрошення колони (флегма).

У колоні остаточної очистки(рис. 10.25, б) з ректифікованого спирту виділяють залишки головних і кінцевих домішок, внаслідок чого покращуються органолептичні й аналітичні показники якості спирту. Типова колона обігрівається закритою парою, має ЗО багатоковпачкових тарілок, 20 з них - у відгінній частині;.

Головні й кінцеві домішки, які виділені в нижній частині колони та сконцентровані у вигляді головної фракції, відбирають у кількості 0,5... 1 % від спирту, що введений до колони. Головна фракція поступає до верхньої частини епюраційної колони, а

при наявності розгінної колони приєднується до ГФ епюраційної колони. Ректифікований спирт видаляється з нижньої частини колони. За такої схеми колона остаточної очистки працює в режимі повторної епюраціїй ефективна при підвищеному вмісті метанолу, однак при цьому за нашими розрахунками кількість тарілок нележить збільшити до 45...60 (з них 35...45 у відгінній частині колони).

Колона остаточної очистки може працювати в режимі повторної ректифікації.У цьому випадку живлення (пастеризований спирт з ректифікаційної колони) подається на 2...4-у тарілку, рахуючи знизу, а ректифікований спирт відводиться з рідкої фази з 6...10-Ї тарілки, рахуючи зверху. Спирт очищується переважно в результаті пастеризації, одночасно він трохи (на 0,2... 0,3 %) концентрується, в той час як при роботі в режимі повторної епюрації концентрація спирту знижується на 0,05...0,1 %. При експлуатації колони в режимі повторної ректифікації з куба потрібно відводити невелику кількість (2...5 %) спирту зниженої концентрації (біля 80 %) в ректифікаційну колону (на тарілку живлення).

У сивушній колонівідбувається подальше концентрування сивушного масла та інших проміжних домішок, що почалося в спиртовій колоні. До неї подаються сивушна фракція й сивушний спирт, що відбирається зі спиртової колони в зоні концентрування проміжних домішок. Типова сивушна колона (рис. 10.25, в) подібна спиртовій, мас 56 багатоковпачкових тарілок, забезпечена дефлегматором і конденсатором. Обігрівання колони може бути як відкритою, так і закритою парою. У відгінній частині колони встановлюють 15... 17 тарілок. Між відгінною та концентраційною частинами колони розташовують акумулятор (рис. 10.26), у якому знаходиться значний об'єм спирто-водяної рідини, що забезпечує стабільну роботу колони. Висота шару ріди-Рис. 10.26 Акумулятор акумуляторі від 200 до 700 мм.

Живлення в колону подають на тарілку, що розташована безпосередньо над акумулятором. Концентровані проміжні продукти відбирають з акумулятора, де накопичується велика кількість сивушного масла (СМ), в результаті чого, флегма, яка надходить до нього, розшаровується, утворюючи верхній шар з високим вмістом зазначених спиртів (концентрат сивушного масла) й нижній - підсивушний, що складається з розчину етилового спирту та інших компонентів у воді.

Частина акумулятора, в якому розміщено зливний стакан розміщеної вище тарілки, відділена перегородкою від основного об'єму так, що утворюється кишеня. Перегородка знизу не доходить до дна, а зверху закінчується вище рівня рідини, завдяки чому кишеня сполучається з іншою частиною акумулятора і встановлюється спокійна поверхня рідини в кишені. На рівні рідини до кишені прикріплений ліхтар, через який відводиться з акумулятора концентрат сивушного масла (КСМ).

Етиловий спирт і головні домішки концентруються у верхній частині колони й виводяться в епюраційну колону. Інколи цей спирт відбирають як технічний. Знизу колони відводиться лютерна вода.

За пропозицією колишнього Укр-НДІСП на деяких заводах сивушне масло виділяють методом екстрактивної ректифікації (рис. 10.27). Установка складається з екстрактивно-ректифікаційної колони, дефлегматора, конденсатора, ежектора та декантатора.

Рис. 10.27 Включення сивушної колони за схемою УкрНДІСП : 1 - спиртова колона; 2 - ежектор; 3 - сивушна колона; 4 - екстрактор сивушного масла; М - епюрат; CM - сивушне масло; ПВ - промивна вода; К - кубова рідина; П - гріюча пара

Сивушна фракція у суміші з гріючою парою вводиться в кубову частину колони, що має 8...12 тарілок. На верхню тарілку надходить гаряча вода з таким розрахунком, щоб вміст спирту в кубовій рідині підтримувався на рівні 1,5...З об. %. За таких умов компоненти сивушного масла концентруються в парі, що піднімається по колоні, і одержаний гетерогенний дистилят розшаровується в декантаторі. Із нього верхній шар, збагачений сивушним маслом, надходить на промивку в екстрактор сивушного масла, а нижній (підсивушний) - на зрошення екстрактивно-ректифікаційної колони. Кубова рідина повертається в цикл ректифікації (звичайно, на одну із середніх тарілок бражної колони).