 |
Таблица 3. Фракции спирта при периодической ректификации бражки. 4.3.2. Непрерывная ректификация. Бражная колонна. Эпюрационная колонна
|
|
|
|
Таблица 3
Фракции спирта при периодической ректификации бражки
| Название фракции | Начало отбора | В % к исходной навалке | Использование |
| Эфиро-альдегидная фракция | - | 0, 3-0, 5 | На реализацию |
| Первый погон | |||
| III головной (начальный) сорт первого погона | Осветление дистиллята | 1, 5% (зерно), 2-2, 5% (меласса), крепость 97% | На реализацию |
| II головной (начальный) сорт первого погона | Проба с серной кислотой показывает тот же результат, что и исходный спирт-сырец | 4-8% | Повторная перегонка со следующей навалкой |
| Ректификация спирта | |||
| I сорт ректификованный | Крепость 96, 5%, выдерживает пробу с серной кислотой, остаток в кубе примерно 8% от исходного | 77% | На реализацию |
| Последний погон | |||
| II хвостовой (концевой) сорт последнего погона | Снижение крепости дистиллята до 85% | 1, 2% | Повторная перегонка со следующей навалкой |
| III хвостовой (концевой) сорт последнего погона | Снижение крепости дистиллята до 80% | 4, 3% | На извлечение сивушного масла |
| Окончание перегонки | Крепость спирта в смотровом фонаре менее 2% об. | - | - |
4. 3. 2. Непрерывная ректификация
К настоящему времени сконструированы десятки схем непрерывной ректификации, при которой бражка подается, а продукты ректификации отводятся в течение всего процесса. Рассмотрим наиболее простую схему брагоректификационной установки косвенно-прямоточного действия
Принципиальной особенностью установок непрямого (косвенного) действия (см. рис. 28) является предварительное извлечение из бражки спирта и сопутствующих ему примесей, в результате чего получается спирт-сырец (бражный дистиллят), который в жидком виде направляется в эпюрационную, а затем в спиртовую колонну для очистки. Выходящий из бражной колонны спиртоводный пар конденсируется в конденсаторе Ж. Эпюрационная колонна Б питается спиртоводным (бражным) дистиллятом, поступающим из конденсатора Ж.
|
|
|
|
| Рис. 28. Брагоректификационная установка косвенно-прямоточного действия: Колонны: А - бражная, Б – эпюрационная, В – спиртовая Продукты: П – греющий пар; М – бражка; З – барда; Л – лютерная вода; ГФ – головная фракция; СР – спирт ректификованный; СМ – сивушное масло; Ж – охлаждающая вода |
Таким образом, технологический процесс в брагоректификационных косвенного действия основан на последовательности перетока жидкостного потока от колонны к колонне и сопровождается следующими операциями:
- в бражной колонне - перегонка бражки и получение спирта-сырца (бражного дистиллята);
- в эпюрационной колонне - эпюрация спирта-сырца, концентрирование и выделение из него головных примесей и метанола;
- в ректификационной колонне - укрепление и пастеризация спирта; вывод высших спиртов из зон их концентрирования.
Как правило, система дополняется колонной окончательной очистки спирта для доочистки ректификованного спирта.
Обычные параметры применяемых колонн: бражная имеет 23-28 тарелок, эпюрационная 39-41 тарелку, спиртовая 71-74 тарелки.
Бражка, поступающая в установку, предварительно нагревается восходящими парами бражной колонны в подогревателе бражки до 70-75°С. Затем поступает в сепаратор СО2, где освобождается от растворенных газов и только потом поступает на тарелку питания бражной колонны. Пары растворенных газов содержат некоторое количество спирта, поэтому они проходят конденсацию в теплообменнике (конденсатор-спиртоловушка), конденсат поступает в верхнюю часть эпюрационной колонны.
В нижней части колонны подключен бардоотводчик для регулирования постоянного объема барды в кубовой части бражной колонны (концентрация спирта в барде - не выше 0, 015%). Спиртовые пары температурой 92-94°С и крепостью 40-50% последовательно проходят бардоподогреватель и дефлегматор, образуя питающий жидкостью поток флегмы, оставшаяся часть пара поступает в конденсатор, образуя бражной дистиллят температурой не ниже 60-65°С и крепостью и подается на питающую тарелку (20-ю или 28-ю, считая снизу) эпюрационной колонны. Перепад давления в бражной колонне не выше 8-15 кПа.
|
|
|
Основная цель работы эпюрационной колонны - очистка бражного дистиллята от головных фракций. Поскольку содержание таковых не превышает 0, 5-1%, основная часть образованных в колонне паров дефлегмируется (флегмовое число практически R=∞ ) и поступает на питание колонны, оставшаяся конденсируется в конденсаторе и образует ГЭАФ.
Поскольку в бражном дистилляте содержится значительное количество промежуточных фракций (сивушные масла, главным образом), то для снижения нагрузки на последующие операции применяют процедуру гидроселекции примесей. Суть ее в том, что на 5-15 тарелку эпюрационной колонны, считая сверху, подается гидроселекционная вода. Во избежание зарастания колонны солями жесткости в этом качестве обычно используют конденсат пара.
При снижении крепости бражного дистиллята с обычных 40-50% до 15-20% промежуточные фракции принимают характер головных и отводятся вместе с головной фракцией. Одновременно концевые фракции (метиловый спирт) приобретают характер хвостовых и обедняют головную фракцию.
Бражной дистиллят после эпюрации, именуемый спиртом-эпюратом и крепостью 30-35% поступает на 16-ю тарелку ректификационной колонны. В верхней части ректификационной колонны концентрация спирта близка к конечным 92-93% об. и изменена быть не может. В условиях высокой концентрации спирта концевые фракции приобретают характер головных и концентрируются в паровой фазе. Поэтому отбор готового ректификованного спирта проводят из жидкой фазы в верхней части ректификационной колонны, такой спирт, обедненный концевыми фракциями, называется пастеризованным. Пары, обогащенные концевыми фракциями, поднимаются выше и частично возвращаются в ректификационную колонну в виде флегмы, а частично в виде непастеризованного спирта идут на питание эпюрационной колонны (кольцуются).
|
|
|
Сивушные масла представляют собой промежуточные примеси. В верхней части ректификационной колонны крепость спирта высока и промежуточные примеси приобретают характер хвостовых, концентрируются в жидкой фазе и вместе с ней спускаются вниз по колонне. Однако в нижней части колонны концентрация спирта падает до нуля, в этом случае промежуточные фракции приобретают характер головных и переходят преимущественно в паровую фазу, поднимаясь вверх по колонне. Максимальной концентрации сивушные масла приобретают в точке азеотропии смеси примесь-спирт, откуда они и отбираются из средней части колонны. Точка отбора обычно подбирается экспериментально.
Из нижней части колонны отводится остаток воды (разница между содержанием воды в бражном дистилляте и готовом ректификованном спирте), называемой лютерной водой (лютером). Содержание спирта в лютере не допускается.
Помимо указанного оборудования установка снабжена также контрольно-измерительным оборудованием, вакуумпрерывателями для регулирования давления, смотровыми фонарями для отбора проб (эпрюветками) и пр.
В таблице 5 представлены основные параметры работы брагоректификационной установки косвенно-прямоточного действия, а на рис. 29 - ее принципиальная схема.
Таблица 5
Основные технологические параметры работы брагоректификационной установки косвенно-прямоточного действия
| Наименование колонн и параметров | Показатели при выработке ректификованного спирта " Экстра" | ||
|
Бражная колонна | |||
| Удельный расход пара, кг/дал | 18-22 | ||
| Давление в колонне, мм вод. ст.: | |||
| - в выварной камере | 1500-1700 | ||
| - над верхней тарелкой | 300-400 | ||
| Температуре, °С: | |||
| - бражки на входе е колонну | 70-75 | ||
| - над верхней тарелкой | 93-95 | ||
| - в выварной камере | 103-104 | ||
| Крепость бражного дистиллята, % об. | 40-45 | ||
| Допустимое содержание спирта в барде, %, не более | 0, 015 | ||
|
Эпюрационная колонна
| |||
| Удельный расход пара, кг/дал | 10-13 | ||
| Давление в колонне, мм вод. ст.: | |||
| - в выварной камере | 1800-2000 | ||
| - над верхней тарелкой | 200-400 | ||
| Температура в выварной камере колонны, °С | 88-89 | ||
| Крепость эпюрата, % об. | |||
| - при открытом обогреве | 30-35 | ||
| - при обогреве через кипятильник | 40-45 | ||
|
Ректификационная колонна | |||
| Удельный расход пара, кг/дал | 28-30 | ||
| Давление в колонне, мм вод. ст.: | |||
| - в выварной камере | 2300-2500 | ||
| - над верхней тарелкой | 300-500 | ||
| Температура, °С: | |||
| - над верхней тарелкой | 78-79 | ||
| - над тарелкой питания | 86-87 | ||
| - в зоне отбора сивушного масла (над 8-ой тарелкой) | 95-100 | ||
| - в выварной камере | 105-106 | ||
| Крепость, % об.: | |||
| - сивушного спирта | 80-85 | ||
| - погона паров сивушного масла | 30-50 | ||
| - непастеризованного спирта | 96, 8-97, 2 | ||
| Содержание спирта в лютерной воде | не допускается | ||
|
| Рис. 29. Принципиальная схема установки косвенно-прямоточного действия |
|
|
|
