Повышение качества и увеличение выхода ректификованного спирта в системе брагоректификации

• Автор: Порохова, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 05.18.07, 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 155 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
1. ПЕРСПЕКТИВЫ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ И ОТХОДОВ СПИРТОВОГО И ЛИКЕРОВОДОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВ В СИСТЕМЕ БРАГОРЕКТИФИКАЦИИ. ААЛИТИЧЕСКИЙ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Пути повышения качества спирта в системе брагоректификации

1.2. Методы расчета процессов очистки этилового спирта

от примесей в различных колоннах БРУ

1.3. Энерго и ресурсосбережение в брагоректификации

1.4. Цель и задачи исследования

2. ЭКСПЕРИМЕ1 ПАЛЫ 1АЯ ЧАСТЬ

2.1 Исходные вещества и их характеристика

2.2. Методика экспериментальных исследований

2.2.1. Брагоректификационная установка БРУ
ОАО Спиртовый комбинат г. Мариинск
2.2.2. Переработка отходов спиртового и ликероводочного производства
2.2.2.1. Переработка головной фракции этилового спирта
.2.2. Переработка стяжек колонн и отходов ликероводочного производства в системе брагоректификации
2.2.2.2. Переработка стяжек колонн во время останова БРУ
2.2.2.3. Анализ состава жидких смесей методом газовой хроматографии
3. РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭТИЛОВОГО СПИРТА
ИЗ ВОДНОСПИРТОВЫХ СМЕСЕЙ С ГОЛОВНЫМИ И
ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ПРИМЕСЯМИ
3.1. Математическое моделирование работы эпюрационной колонны
3.1.1. Моделирование процесса эпюрации в колонне, работающей с подачей гидроселекционной воды на верхнюю тарелку
3.1.2. Моделирование процесса эпюрации с подачей гидроселекционной воды в среднюю зону концентрационной части колонны
3.2. Расчет процесса очистки этилового спирта в ректификационной колонне методом пастеризации
3.3. Расчет эффектов очистки этилового спирта в эпюрационноректификационной разгонной колонне с двумя вводами питания
3.3.1. Принципиальная схема работы. Распределение концентраций этилового спирта по тарелкам колонны
3.3.2. Расчет процесса выделения головных примесей
3.3.3. Расчет процесса выделения компонентов сивушного масла и других промежуточных примесей
3.3.4. Расчет процесса извлечения хвостовых примесей
4. ПУТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВА 1ИЯ
4.1. Брагоректификационная установка для получения
ректификованного спирта повышенного качества
4.2. Ректификационная установка РУ для разгонки полупродуктов спиртового производства и бракованных ликероводочных изделий
4.3. Способ выделения этилового спирта из головной фракции
в системе брагоректификации
4.4. Оценка экономического эффекта от внедрения
результатов исследован и й
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИНЯТЫЕ В ТЕКСТЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
БРУ брагоректификационная установка,
КГФ концентрат головной фракции,
КПП концентрат промежуточных примесей,
ГФ головная фракция этилового спирта,
С молевой поток пара в колонне,
I молевой поток жидкости в колонне,
молевой поток гидроселекционной воды,
1С молевой поток питания,
молевой поток фракции, отбираемой из дефлегматора колонны,
V флегмовое число,
К коэффициент испарения спирта или примеси,
х, у мольная доля спирта или примеси в жидкой и паровой фазах соответственно,
степень извлечения примеси, а эффект разделяющего действия отдельной части колонны.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Авторами доказано существенное повышение качества конечного продукта в результате предварительной очистки бражного дистиллята за счет отбора фракций головных и промежуточных примесей из конденсатора сепаратора диоксида углерода, конденсатора бражной колонны, спиртоловушки грязных погонов, а также увеличения отборов фракций из конденсаторов эпюрационной, ректификационной, окончательной колонны, сивушного спирта с последующим разделением этих фракций в разгонных колоннах БРУ. Весьма перспективным представляется использование закрытых колонн на стадии эпюрации бражного дистиллята , , , тем более, что эти колонны не требуют энергозатрат на обогрев и характеризуются существенными эффектами очистки спирта от сопутствующих головных и промежуточных примесей. Такие колонны успешно используются на Усадском, Иткульском спиртовых заводах и ОАО Минал. Одним из наиболее эффективных технологических приемов, повышающих качество ректификованного спирта, является осуществление эпюрации бражного дистиллята по методу глубокой гидроселекции 6, 7. Впервые этот метод был внедрен сотрудниками ВГТА и ВИИПБТ в г. Ермолаевском спиртовом заводе, в результате чего был получен новый спирт, которому впоследствии была присвоена категория Люкс. В этом случае концентрация спирта на нижних х тарелках колонны уменьшалась настолько, что компоненты сивушного масла приобретали головной характер, отбирались совместно с головными примесями из жидкой фазы й тарелки и направлялись для разделения в сивушную колонну. Таким образом, в процессе эпюрации бражного дистиллята осуществлялась эффективная очистка спирта не только от головных примесей, но и от компонентов сивушного масла и других промежуточных примесей, что привело к значительному повышению органолептических и аналитических показателей конечного продукта. Метод гидроселекции получил развитие в последующих исследованиях . Сотрудники ВНИИПБТ предложили выводить примеси не только с й, но и из жидкой фазы тарелок ниже точки ввода горячей воды, где могут концентрироваться компоненты сивушного масла. Кроме этого, представляет интерес сочетание метода гидроселекции с осуществлением процесса эпюрации при пониженном давлении 6,. В работах предложено подавать горячую воду на верхнюю тарелку эпюрационной колонны. В этом случае значительно возрастают эффекты выделения головных и промежуточных примесей, что доказано как научными расчетами , так и практикой работы ряда спиртовых заводов НовоБуянский, Усадский, Слободской, Воронецкий и др Интересна также попытка применения гидроселекции в закрытой колонне и выварной части эпюрационной колонны , успешно осуществленная на Иткульском спиртовом заводе. Из анализа материала данного раздела можно сделать следующие выводы. Используемое в типовых БРУ увеличение до 5 отбора головной фракции этилового спирта с целью улучшения качественных показателей спиртов Экстра и Люкс нецелесообразно, так как приводит к существенному снижению условного выхода спирта. Наиболее эффективными из предложенных способов повышения качества ректификованного спирта являются применение глубокой гидроселекции в эпюрационных колоннах, предварительная очистка бражного дистиллята до стадии эпюрации, увеличение числа тарелок и применение новых контактных устройств в колоннах БРУ. Дальнейшее совершенствование методов очистки спирта от сопутствующих примесей необходимо сочетать с вопросами энерго и ресурсосбережения, а также с результатами медицинских исследований по влиянию примесей пищевого этилового спирта на здоровье человека. В результате исследований кинетики ректификации установлено, что основное сопротивление массопереносу сосредоточено в паровой фазе, поэтому наиболее приемлемой моделью ректификации является модель теоретической тарелки. Поскольку парциальные мольные теплоты испарения этилового спирта и воды близки друг к другу, в расчетах обычно допускается, что величина молевого потока пара не меняется в результате его массообмсна с жидкостью на контактных устройствах тарелках ректификационной колонны. Обычно расчеты БРУ производят по методу от тарелки к тарелке, основываясь на данных о фазовом равновесии в системе этиловый спиртвода и данным о коэффициентах испарения сопутствующих примесей, при допущении о том, что при малой концентрации примесей можно пренебречь их взаимным влиянием на коэффициенты испарения, считая последние зависимыми только от содержания этилового спирта в жидкой фазе 1 6.