Математическое моделирование и совершенствование процессов и систем брагоректификации

• Автор: Литвинова, Надежда Александровна
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

МОДЕЛИРОВАНИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ РЕКТИФИКОВАННОГО СПИРТА

1.1 Технологические схемы установок ректификации спиртовых смесей

1.2 Методы описания парожидкостного равновесия в многокомпонентных смесях.

1.3 Математическое описание массопередачи

1.4 Методы моделирования многокомпонентной ректификации.

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СПИРТОВЫХ СМЕСЕЙ

2.1 Разработка метода независимого определения концентраций компонентов.

2.2 Разработка метода расчета ректификации с учетом взаимовлияния компонентов при постоянных потоках
паров и жидкости по высоте колонны.
2.3 Разработка метода расчета ректификации с учетом взаимовлияния компонентов и изменения расходов
паров и жидкости по высоте колонны.
ГЛАВА 3 АНАЛИЗ И СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПРОЦЕССА
РАЗДЕЛЕНИЯ СПИРТОВЫХ СМЕСЕЙ
3.1 Идентификация математической модели
брагоректификационной установки
3.1.1 Технологическая схема брагоректификационной
установки косвенного действия ОАО АПФ Фанагория
3.1.2 Методика проведения эксперимента
3.1.3 Определение параметров идентификации
3.2 Сравнительный анализ методов расчета и определение области их применения
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ СПИРТОВЫХ МСЕСЕЙ.
4.1 Оптимизация технологического режима брагоректификационной установки
4.2 Совершенствование структуры технологической
схемы брагоректификационной установки
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Пары спирта из колонны 3 поступают в дефлегматор 8, конденсируются в нем и в виде флегмы возвращаются на верхнюю тарелку колонны 3. Несконденсировавшиеся пары спирта из дефлегматора 8 поступают в конденсатор 9. Из конденсатора 9 производят отбор эфироальдегиднометанольной фракции (э. Освобожденный от примесей этиловый ректификованный спирт выводят из выварной камеры колонны 3. При этом объемная доля метилового спирта в нем в пересчете на безводный спирт 0,2%. Объединяют спирт из колонны 3 с ректификованным спиртом, выведенным из ректификационной колонны 2. В результате объединения получают спирт , в котором объемная доля метилового спирта в пересчете на объемный спирт не более 0,3%. Обогрев колонн 1,2 и 3 осуществляется через выносные кипятильники , , . Получение спирта осуществляют под разрежением кПа. Разрежение в системе создается вакуумным насосом . Однако, уровень содержания эфиров и свободных кислот превышает нормы, определенные для спирта марки «Альфа». При этом получаемый в ректификационной колонне пастеризованный спирт содержит повышенное количество метанола. Поэтому авторы предлагают установить колонну дополнительной очистки. Данный способ вследствие отсутствия в составе ректификационной установки разгонной и сивушной колонн не позволяет увеличить выход основной продукции и промежуточных фракций. Кроме того, предложено использование вакуумного оборудования. Описанные моменты позволяют заключить, что получение этилового спирта с предъявленными показателями сопряжено с большими затратами теплоэнергоресурсов, что не всегда оправдано, так как полученный этим способом спирт имеет ограниченную сферу применения. Альтернативой описанной установки является более простой способ [6]. По предлагаемой схеме (рисунок 1. Альфа». Это достигается тем, что при эпюрации в эпюрационной колонне, ректификации эпюрата, производят доочистку потока ректификованного спирта на колонне окончательной очистки, направляя весь поток спирта из ректификационной колонны. В процессе окончательной очистки из конденсатора колонны отбирают погон в количестве 1,5-2%, содержащий метанол. Из зон, расположенных соответственно выше и ниже тарелки питания, выводят промежуточные примеси, преимущественно пропанол, изопропанол, двумя потоками. Эпюрат поступает на тарелку питания ректификационной колонны 1. В колонне 1 происходит отгонка и концентрирование спирта, его пастеризация за счет наличия тарелок 2 над зоной отбора примесей 3, концентрирование и вывод компонентов сивушного масла. Пары спирта из колонны 1 поступают в дефлегматор 4, конденсируются в нем и в виде флегмы возвращаются на верхнюю тарелку 5 колонны 1. Нескон-денсировавшиеся пары спирта из дефлегматора 4 поступают в конденсатор 6. Из конденсатора 6 производят отбор непастеризованного спирта, который в количестве 2-3% направляют на -ю тарелку эпюрационной колонны (на чертеже не показана). Избыточное количество погона из конденсатора 6 в виде флегмы возвращают в колонну 1. Ректификованный спирт поступает на тарелку питания дополнительной колонны 7. В дополнительной колонне 7 спирт окончательно очищают от метанола и промежуточных примесей. Промежуточные примеси выводят двумя равными потоками из зон 8 их концентрирования расположенных соответственно выше и ниже тарелки питания ввода ректификованного спирта, при этом из зоны, расположенной выше тарелки питания 9, выводят пропанол, а ниже -изопропанол. Метанол выводят из конденсатора колонны 7, а из нижней выварной зоны колонны 7 выводят ректификованный спирт. Выведенные промежуточные примеси смешивают с головной фракцией этилового спирта, полученной при эпюрации. Лютерная вода из колонны 1 сбрасывается в канализацию или используется для гидроселекции. Параметры режима работы и качественные показатели изложены в приложении А, таблиц А 3. В описанных способах получения пищевого этилового спирта производится недостаточное выделение этилового спирта из перерабатываемого сырья, связанное с отсутствием разгонной и сивушной колонн в представленных установках.