DE3303571C2

DE3303571C2 - Verfahren und Anlage zur Herstellung von Äthanol

Info

Publication number: DE3303571C2
Application number: DE3303571A
Authority: DE
Inventors: Heinz Prof. Dipl.-Ing. Dr. 4050 Mönchengladbach Houben; Hans Ulrich Ing.(grad.) 5090 Leverkusen Petzoldt; Joachim Dipl.-Ing. Dr. 5030 Hürth Stegemann
Original assignee: Buckau Walther Ag 4048 Grevenbroich; Krupp Industrietechnik Werk Buckau Wolf
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1982-03-11
Filing date: 1983-02-03
Publication date: 1984-07-26
Also published as: FR2523151A1; GB2116443A; US4692218A; US4678543A; GB2116443B; GB8306807D0; FR2523151B1; DE3303571A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Erzeugung unterschiedlicher Alkoholsorten, die gleichzeitig der Anlage entnehmbar sind. Zu diesem Zweck sind in den einzelnen Bearbeitungsstufen die jeweiligen Kolonnen produktseitig parallelgeschaltet. Energieseitig sind alle Kolonnen hintereinander geschaltet.

Description

1.1 daß jede der für das Destillieren und Rektifizieren erforderliche Arbeitsstufe aus zwei oder mehreren Kolonnen besteht, fι

X 2 jeweils eine der Destillierkolonnen mit jeweils einer der Rektifizierkolonnen produktseitig eine hintereinandergeschaltete Gruppe bilden,

13 alle diese Gruppen produktseitig parallelgcscfc?ltet sind,

1.4 äße Kolonnen energieseitig so hintereinandergeschaltet sind, daß

1.4.1 die gesamte benötigte Energie nur einer ersten Destillierkolonne zugeführt wird,

1.4.2 die Energie zunächst hintereinander sämtliche Destillationskoionnen und danach hintereinander sämtliche Rektiitkaiionskolonncn durchläuft und

1.43 die Restenergie hinler der letzten Kolonne über einen Kondensator abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß

2.1 jeder Destillierkolonnc jeweils eine Hydroselektionskolonne produktseilig vorgeschaltet ist,

2.2 jede Hydroselektionskolonne durch einen Teilstrom der die zugehörige Destillicrkolonnc verlassenden dampfförmigen Phase beheizt wird und

23 ein Teil der Restenergie hinter den Hydroselektionskolonnen über einen weiteren Kondensator abgezogen wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufarbeitung der dampfförmigen Verunreinigungen die die Hydroselektionskolonnen verlassende dampfförmige Phase gemeinsam oder getrennt über eine oder mehrere Aufarbeitungskolonnen geführt und sodann durch den den Hydroselektionskolonnen nachgeschaltetcn Kondensator geleitet wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Rektifizierkolonnen eine oder mehrere Dehydrierungskolonnen zugeschaltet sind, die energieseitig mit den Destillierkolonnen und Rektifizierkolonnen in Reihe geschaltet und produktseitig den Rektifi/.ierkolonnen nachgeschaltet sind.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die zu destillierende Maische mittels Prozeßwärme vorgewärmt wird.

6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen I bis 5. bestehend aus Destillier-, μ Rektifizierkolonnen und ggfs. aus Reinigungs-, Kntwässerungs-, Hilfs- und Aufarbeitungskolonnen, in der mehrere Kolonnen produktseitig parallel und energieseitig hintereinandergeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet,

6.1 daß die Destillierstufe aus zwei oder mehreren Maischedestillierkolonnen (14, 15) gleicher Wirkungsweise und die Rektifizierstufe aus zwei oder mehreren Rektifizierkolonnen (34, 35) gleicher Wirkungsweise bestehen,

6.2 jeweils eine der Destillierkolonnen Ht jeweils einer der Rektifizierkolonnen produktseitig über Leitungen (32,33) zu einer Gruppe (14,34 bzw. 15,35) hintereinandergeschaltet sind,

63 aile diese Gruppen (14, 34 bzw. 15, 35) produktseitig parallelgeschaltet sind,

6.4 daß zur energieseitigen Hintereinanderschaltung zunächst sämtlicher Destillationskoionnen (14, 15) und danach sämtlicher Rektifikationskolonnen (34, 35) jeder dieser Kolonnen (14,15,34,35). mit Ausnahme der ersten Rektifikationskolonne (34), zu ihrer Beheizung ein Wärmetauscher (22,23,42) zugeordnet ist,

6.4.1 die Wärmetauscher (22, 23, 42) mit je einer Kreislaufleiiung mit der zu beheizenden Kolonne verbunden sind,

6.4.2 der Wärmetauscher (22) einer ersten Destillationskolonne (14) mit Frischdampf beheizbar ist und

6.43 alle anderen Wärmetauscher (23,42) über Produktleitungen (28,40) von der jeweils vorangehenden Kolonne (14,34) beheizbar sind.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung eines gereinigten Äthanols den Destillierkolonnen (14, 15) zwei oder mehrere Hydroselektionskolonnen (16, 17) produktseitig über Leitungen(90,91)vorgeschaltet sind.

8. Anlage nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß zur wahlweisen Gewinnung eines ungereinigten Äthanols die Destillierkolonnen (14, 15) mit separaten Maischezuführungsleitungen (10, U) verschen sind.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß den Rektifizierkolonnen (34,35) als Entwässerungsstufe eine Dehydrierungs-(49) und eine Hilfskolonne (47) nachgeschaltet sind, wobei diesen Kolonnen (47, 49) jeweils ein Wärmetauscher (45,50) über Kreisiaufleitungen (48, 51) zugeordnet ist.

10. Anlage- nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum wahlweisen Abzug eines nicht entwässerten Alkohols separate Produkt-Abzugsleitungen (101 und 102) hinter den Rektifizierkolonnen (34,35) angeordnet sind.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 7-10. dadurch gekennzeichnet, daß die Hydroselektionskolonnen (16, 17) über Leitungen (30, 31) mit den Desiillicrkolonnen (14, 15) für eine direkte Beheizung mit deren Dämpfe verbunden sind.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß den Hydroselektionskolonnen (16,17) eine oder mehrere Aufarbeitungskolonnen (39) nachgeschaltct sind.

Die Krfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Äthanol aus durch Gärung erzeug-

ten alkoholischen Maischen mii 1,5 bis 15,0 VoI.-% Alkohol durch Destillation und Rektifikation und ggf. Reinigung und Entwässerung mit Mehrfachnutzung der Energie, indem mehrere Kolonnen produktseitig parallel und energieseitig hintereinandergeschaltet sind.

Mit derartigen Verfahren sol' der Fabrikationsgang vereinfacht und verbilligt werden.

Zu diesem Zweck ist es bekar.nt (DE-PS 6 15 885). die aus der Destillierkalonne stammenden Dämpfe ganz oder teilweise in die Dehydrierungskolonnc zu leiten. Auch kann ein Teil der Dämpfe aus der Destillierkolonne in die Rektifizierkolonne geleitet werden. Dieses bekannte Verfahren ist nur für die Aufarbeitung schwachalkoholischer Maischen einsttzbar. Sollen stärkere Maischen verarbeitet werden, reichen die der Dcsiillierkolonnc entnehmbaren Dämpfe /.ur Beheizung der Dchydrierungskolonncn nicht mehr aus.

Bei einem weiteren Verfahren zur Herstellung von absolutiertem Alkohol aus vergorenen Maischen (AT-PS 1 17 027) ist es bekannt, die Destillation der Maische mit Hilfe einer Desiinierkoionne in einen unkonzentrierten oder konzentrierten Alkohol umzuwandeln. Dieser Alkohol wird sodann in einer Rektifizierkolonne in einen gereinigten, konzentrierten Alkohol verarbeitet Die Dehydrierung des rektifizierten Alkohols erfolgt dann in einer Debydrierungskolonne. Um den Dampfverbrauch für die Dehydrierung des Alkohols herabzusetzen, ist die Destillierkolonne mit der Dehydrierungskolonne mittels einer Leitung verbunden, so daß die Dehydrierungskolonne mit den Dämpfen der Destillierkolonne beheizt werden kann. Dieses System ist für eine energiesparende Destillation und Rektifikation nicht nutzbar.

Es ist auch bekannt (DE-AS 11 65 549) sowohl ungereinigten und entwässerten Alkohol zu gewinnen. Dabei wird das Rektifizieren eines Alkohol-Wasser-Gemisches in mehreren hintereinandergeschaltetcn Kolonnen vorgenommen und die am ersten Kolonnenkopf abgezogenen Dämpfe dem Sumpf der nachfolgenden Kolonnen zugetührt. Die nachfolgenden Kolonnen werden in gleicher Weise beheizt. Eine Energiecinsparung bei der Kombination von Destillier- und Rekttiizierkolonnen wurde nicht erkannt. Bei der bekannten Anlage durchläuft die Energie zunächst eine Destillier- und eine Rektifizierkolonne, um sodann im zweiten Abschnitt wiederum eine Destillier- und Rektifizierkolonne zu durchströmen.

Folglich ist es in der Destiliationstechnik bekannt, eine Kolonne mittels der Wärmemenge zu erhitzen, die in den aus einer anderen Kolonne entweichenden Dämpfe enthalten ist.

Mit den bisher beschriebenen Anlagen konnte jeweils nur eine Alkoholsorte hergestellt werden.

Es ist aber auch bekannt (AT-PS 1 84 540), in einer Anlage gleichzeitig einen absolutierten, wasserfreien und einen gereinigten, azeotropen Alkohol aus einer vergorenen Maische herzustellen. Bei diesem Verfahren wird der aus der Destillierkolonne kommende, unkonzentrierte Alkohol in einer Gruppe von Rektifizierkolonnen in einen Absolut-Alkohol oder - wie in der letzten Entgegenhaltung genannt — in Feinsprit aufgearbeitet. Ein Teil dieses Alkohols wird über eine Reinigungskolonie geführt und aus dieser derAbsolut-Alkohol abgezogen. Bei diesem älteren Verfahren sind die Kolonnen für die Destillation, Rektifikation bzw. für Vor- und Nachreinigung mit gesonderten Heizvorrichtungen ausgebildet. Zur Unterstützung der Beheizung wird die Vorentwässerungskolonne mit den Dämpfen aus der Destillierkolonne beheizt Das Kondensat aus der Reinigungskolonne wird zur Beheizung der Rektifizierkolonnen verwendet Mit dieser Anlage können beide Alkoholsorten nur gleichzeitig hergestellt werden.

Eine wechselweise Herstellung beider Alkoholsorten ist nicht möglich.

Solange thermische Energie billig verfügbar war. wurden Destillationsanlagen in der Art gebaut daß je Kolonne die erforderliche Wärmeenergie zugeführt und

ίο in einem zugehörigen Kondensator auch abgeführt wurde. Durch die Verteuerung der thermischen Energie sind die zuvor beschriebenen bekannten energiesparenden Schaltungen für Destillationsanlagen mit Mehrfach-Dampfnutzung gebaut worden. Die damit angewandte Technik führte zum Beispiel bei Rektifizieranlagen zur Halbierung der erforderlichen thermischen Energie.

Andererseits hatte dies zur Folge, daß Destülierkolonnen für Über- bzw. Unterdruck gebaut werden mußten, um das erforderliche Druckgefälle über die zu ve rschaltende Anzahl von Kolonnen zu er^: denen (DE-PS 6 15 885).

Hier war es erforderlich, für die Erzeugung von z. B. Trinkalkohol zu bestimmen, ob die gebräuchlichen Qualitäten auch im Über- bzw. Unterdruckbereich erzielbar waren. Die Untersuchungen wurden durchgeführt, und es stellte sich gleichbleibende Qualität heraus.

Bei Anlagen zum Destillieren, Rektifizieren und Absolutieren von Äthanol nach herkömmlicher Technik sind für die Erzeugung von 1 1 Reinalkohal ca. 4,5 bis 5 kg Dampf erforderlich. Diese Angaben beziehen sich auf Destillation von alkoholischen Maischen mit einem Alkoholgehalt von ca. 9 Vol.-%.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Äthanol mit Konzentrationen von 90 VoL-% bis 100% Alkohol mit einer Destillation und Rektifikation zu schaffen, die energiesparend betrieben wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungs^eil des Hauptanspruches beanspruchten Verfahrensschritte gelöst. Mit diesem Verfahren wird eine Energieeinsparui.g erzielt, weil zunächst die Destillierkolonnen und sodann die Rektifizierkolonnen von der Energie nacheinander durchströmt werden und dabei produktseitig jeweils eine Destillierkolonne mit einer Rektifizierkolonne von getrennten Produktströmen durchflossen werden. Die Restenergie wird hinter der letzten Reklifizierkolonne über einen Kondensator abgezogen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es in einer

so Destillations- und Rekiifikationsschaltung möglich, abhängig vom Druck des zur Verfügung stehenden Dampfes die Dampfverbräuche zu minimieren, weil die einmal aufg^ge'^er« Energie für eine vervielfachte Produktleitung mehrfach genutzt wird.

So werden z. B. bei einem Dampfdruck von 5,5 bar absolut für einen gereinigten und entwässerten Äthanol mit einem Alkoholgehalt der Maische von 5; 7,5 bzw. 10Vol.-% DampfnKJPsen von 1,76: 1,54 bzw. 1,40 kg/l reinen Alkohols benötigt.

bo Bei diesen Dampfverbräuchen ist vorausgesetzt, daß nur so viel absoluter Alkohol der gewünschten Qualität hergestellt wird, wie sich aus der für die Rektifikation verfügbaren Dampfenergiemenge ergibt. Sollen beispielsweise zwei Alkoh.'lsorten mit den Qualitäten 4t0

b5 oder 510 hergestellt werden, so ergibt sich eine Zusammensetzung, die der folgenden Tabelle zu entnehmen ist:

Produktleistung

5	Qualität 410 = 0-100%
	510 = 0- 80%
7,5	410 = 0-100%
	510 = 0- 70%
10	410 = 0-100%
	510 = 0- 63%

Bei den Zahlen 410 und 510 handelt es sich um die Qualitätsangabcn, die von der Bundesmonopol-Verwaltung für Branntwein festgelegt sind. Mit 510 ist ein absolutierter Äthanol und mit 410 ein Primasprit gekennzeichnet.

Für den Fall, daß 100% Äthanol der BMV-Qualität 510 erzeugt werden soll, ist der Energieverbrauch nahezu unabhängig von der VoiumenkcRzen'.rsiion der Maische unter der oben angegebenen Bedingung mit ca. 2,1 kg Dampf/1 reinen Alkohols zu beziffern.

Für den Fall, daß Dampf mit einem Druck von 8 bar absolut zur Verfügung steht, sinkt aufgrund der besseren Verschaltbarkeit der Destillaiionskolonncn der Dampfverbrauch auf 1,85 kg/l reinen Alkohol. Dies gilt auch wieder für das Beispiel der 100%igen Herstellung von Äthanol der BMV-Qualität 510.

In energiesparender Weise werden zunächst mehrere Destillierkolonnen unabhängig voneinander mit dem Produkt, einer Maische, beaufschlagt. Diese getrennten Produktströme werden den nachgeschalteten Rektifizierkolonnen ebenfalls getrennt zugeführt, so daß sich innerhalb der einzelnen Arbeitsstufen eine parallele Produktführung einstellt. Die erforderliche Energie wird nur der ersten Destillicrkolonne zugeführt und von dort den folgenden Kolonnen nacheinander zugeleitet. Folglich werden alle Kolonnen mit einem durchgehenden Energiestrom beaufschlagt, so daß die einmal zugeführte Energie mehrfach genutzt wird. Eine Zuführung zusätzlicher Wärme in eine der ersten Destillierkolonne nachgeschalteten Kolonnen ist nicht erforderlich. Damit ist die erfindungsgemäße energiesparende Verfahrensweise innerhalb der Destillier- und Rektifizierstufe sichergestellt.

Bei etwa gleichem Energieverbrauch kann ein gereinigter Alkohol gewonnen werden, wenn den erfindungsgemäßen Destillier- und Rektifizierstufen zwei oder mehrere Hydroselektionskolonncn vorgeschaltet werden, denen jetzt die einzelnen Produktströme getrennt zugeführt und von den zugehörigen Destillierkolonnen mit einem Teii der Energie beaufschlagt werden.

Auch können den Rektifizierkolonnen eine oder mehrere Entwässerungskolonnen nachgeschaltet sein, die energieseitig mit den Destillations- und Rektifikationskolonnen in Reihe geschaltet und produktseitig den Rektifikationskolonnen nachgeschaltet sind. Die Restwärme wird hinter den Entwässerungskolonnen abgezogen.

Mit der erfindungsgemäßen Anlage kann in energiesparender Weise Alkohol von unterschiedlichen Sorten gewonnen und sowohl gleichzeitig als auch unabhängig voneinander der Anlage entnommen werden. So kann entweder zu 100% Absolutaikohol oder zu 100% ein bis 97 vol.-%iger Alkohol oder jedes Verhältnis dazwischen gewonnen werden, d. h. die unterschiedlichen Alkoholsorten können nebeneinander und gleichzeitig in beliebigem Verhältnis der Anlage entnommen werden, ohne auf die energiesparende Verfahrensweise zu verzichten.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. I die Schaltanordnung einer kompletten Anlage, Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung der Destillations- und Rektifikationsstufe,

Fig. S eine vereinfachte Darstellung der Destillations- und Rektifikationsstufe mit vorgeschalteter Hydrosclcktionssiufc,

ίο Fig.4 eine der Hydroselektionsstufe nachschaltbare Aufarbeitungsstufc, ebenfalls in vereinfachter Darstellung,

F i g. 5 eine die Anlage vervollständigende Entwässerungsstufc, die aus einer Dehydrierungs- und einer Aufarbeitungskoionne besteht und ebenfalls vereinfacht dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt eine komplette Anlage zur Gewinnung von Athnnnl verschiedener Sorten in enerßiesparender Weise.

Die zur Erzeugung von Äthanol vorgesehene alkoholhaltige Maische wird mittels einer Leitung 1 einem Kondensator 2 zugeführt und dort vorgewärmt. Mittels einer Maischenleitung 3 und zwei nachgeschalteten Leitungen 6 und 7 wird die Maische über zwei Wärmetauscher 4 und 5 in die erste Bearbeitungsstufe gegeben. Je nachdem, welche Äthanolsorte hergestellt werden soll, wird > Maische über Leitungen 8 bis 11 mit entsprechenden Ventilen 8a, 9a, 10a, 11a und Pumpen 8b und 9b in den Kopf von zwei parallelgeschalteten Destillierkolonjo nen 14, 15 oder über Leitungen 12, 13 in zwei vorgeschaltete Hydioselektionskolop.nen 16, 17 eingepumpt. Die Wärmetauscher 4 und 5 werden mittels der aus den Maischcdestillierkolonnen 14,15 über Leitungen 18 und 19 abfließenden Schlempe weiter aufgeheizt. Die j5 Schlempe wird über Leitungen 20 und 21 abgezogen. Die Maischcdestillierkolonnen 14 und 15 werden ihrerseits von den Wärmetauschern 22 und 23 beheizt. Im Wärmetauscher 22 wird Frischdampf aus der Leitung 26 (bei den oben im einzelnen aufgeführten Verbrauchen; hier z. B. Frischdampf mit einem Druck von 8 bar absolut) kondensiert. Mit 27 ist eine Kondensatleitung bezeichnet, deren Wärme in nicht dargestellter Weise innerhalb des Gesamtprozesses an geeigneter Stelle verwendet werden kann. Der Wärmetauscher 23 erhält seine Wärme über eine Leitung 32 aus der Destillierkolonne 14. Über Kreislaufleitungen 24 und 25 wird die Wärme der Wärmetauscher 22 und 23 in die Kolonnen 14 und 15 abgegeben. Durch die erfindungsgemäß gewählte Verschaltung der parallel arbeitenden Destillierkolonnen 14 und 15 dergestalt, daß die Wärme l.us dem Kopf der Kolonne 14 über den Wärmetauscher 23 erneut der Kolonne 15 zugeführt wird, ergibt sich ein außerordentlich niedriger spezifischer Wärmeenergieverbrauch für diese Anlage. Die Wärme aus den Destillierkolonnen 14 und 15 wird über Kopfleitungen 28 und 29 abgezogen und entweder mittels Zweigleitungen und 31 in den Sumpf der Hydroselektionskolonnen und 17 und/oder mittels Leitung 33 in den Sumpf der ersten nachgeschalteten Rektifizierkolonne 34 geleitet. In den Wärmestrom der Hydroselektionskolonnen und 17 gelangen leicht siedende Begleitstoffe, die über Kopfleitungen 36 und 37 aus den Kolonnen 16 und abgezogen, mittels einer Leitung 38 in den Sumpf einer Aufbereitungskoionne 39 eingeleitet und sodann als h5 Nachlauf (höhere Alkohole) über eine Leitung 79 aus dem Prozeß abgeführt werden. Die Abwärme aus der Rektifizierkolonne 34 wird mittels einer Leitung 40 in einen weiteren Wärmetauscher 42 geleitet, von wo aus

dieses Medium von einer Pumpe 43a durch eine Leitung 43 in den Kopf der Rektifizierkolonne 34 zurückgepumpt wird. Der Wärmetauscher 42 gibt miltels eines Kreislaufes 44 seine Wärme an die Rektifi/ieikolonnc 35 ab. Schließlich wird die Wiirme (nunmehr naturgemäß bei niedrigerem Druckniveau) mittels einer Leitung 41 aus der Rektifizierkolonne 35 einem Wärmeaustausche· 45 bzw. über eine Leitung 41« einem Wärmetauscher 50 als Wärmequelle für eine Dehydrierungskolonne 49 und für eine Cyclohexan-Aufarbeitungskolonne 47 zugeführt. Dieses Medium wird von der Pumpe 46a durch die Leitung 46 in den Kopf der Reklifi/.ierkolonne 35 zurückgepumpt. Ihre Wärme geben die Wärmetauscher 45 und 50 über Kreislaufleitungen 48 und 51 an die Kolonnen 47 und 49 ab. Eine Kopfleitung 53 aus der Kolonne 47 ist zu dem Kondensator 52 geführt, von dem eine Rückführleitung 54 in den Kopf der Kolonne 47 und eine Zweigleitung 55 in den Kopf der Kolunne 49 geführt ist. Fernerhin sind an den Kondensator 52 eine Kühlwasserlcitung 56 mit einer Abführleitung 57 angeschlossen. Eine Kopfleitung 58 aus der Kolonne 49 ist zum Kondensator 2 geführt, von wo aus eine Verbindungsleitung 61 zu einem weiteren Kondensator 59 und eine weitere Verbindungsleitung 62 zu dem Kondensator 60 geführt ist Eine Kühlwasserleitung 63 durchquert die Kondensatoren 59 und 60, an denen eine Abführleitung 64 angeschlossen ist Die Wärmeabfuhr aus dem Gesamtprozeß erfolgt einmal hinter der Dehydrierkolonne 49 mittels einer Leitung 64 aus dem Kondensator

59 und zum anderen mittels einer Leitung 57 aus dem Kondensator 52 oberhalb der Cyclohexan-Aufarbeitungskolonne 47. Letztlich wird Wärme aus dem Kondensator 70 abgezogen. Weiterhin ist der Kondensator

60 über eine Rückführleitung 65 mit einem Abscheider 66 verbunden, von dem eine Weiterführungsleitung 67 in den Kopf der Kolonne 49 und eine Weitcrführungsieitung 68 in den mittleren Bereich der Äufarbeitungskolonne 47 geführt ist. Oberhalb der Aufarbeitungskolonne 39 ist ein Kondensator 70 vorgesehen, der von einer Kopfleitung 69 aus der Kolonne 39 beaufschlagt ist. Eine Kühl wasserleitung 71 ist in den Kondensator 70 geführt, aus dem eine Leitung 72 abgeht. Fernerhin ist eine Rückführleitung 73 vom Kondensator 70 in den Kopf der Aufarbeitungskolonne 39 geführt. Der Vorlauf (Aldehyde) wird aus dem Kondensator 70 über eine Leitung 85 entnommen.

Im unteren Drittel der Rektifizierkolonnen 34 und 35 wird über Leitungen 74 und 75 ein Medium abgezogen, das mittels einer Pumpe 76 und einer Leitung 77 in den mittleren Teil der Aufarbeitungskolonne 39 eingepumpt wird. Außerdem geht von dem Wärmetauscher 42 eine Leitung 78 ab, durch die ein Medium ebenfalls etwa in mittlerer Höhe der Kolonne 39 zugeführt wird. Eine Sumpfleitung 80 der Aufarbeitungskolonne 39 ist in einen Abscheider 81 geführt, aus dem über eine Leitung 82 Fuselöle abgezogen und über die Leitung 83 mit Pumpe 83a ein Medium durch die Leitung 84 bzw. 84a und 85 in den Kopf der Hydroselektionskolonnen 16 und 17 eingepumpt wird.

Mit den Sumpfleitungen 86 und 87 der Hydroselektionskolonnen 16 und 17 wird die vorbehandelte Maische abgezogen und mittels Pumpen 88 und 89 durch Leitungen 90 und 91 in den Kopf der Destillierkolonnen 14 und 15 gepumpt. Mit den Sumpfleitungen 92 und 93 der Rektifizierkolonnen 34 und 35 wird ein Medium abgezogen und mittels der Pumpen 94 und 95 durch die Leitungen 96 und 97 jeweils in den Kopf der Destillierkolonnen 14 und 15 eingepumpt Abzugsleitungen 98 und 99 sind im oberen Teil der Rektifizierkolonnen 34 und 35 angeschlossen und führen über eine Weiterführungslcitung 100 ein Medium in den oberen Teil der Dchydricrungskolonnc 49 ein. Von der Leitung 100 go's hen zwei Produktlciuingen 101 und 102 mit den Ventilen 100.7. 101,7 und 102,7 ab. Mit der Sumpf leitung 104 wird ein Medium aus der Dyclohexan-Aufarbeitungskolonne 47 abgezogen. Der absolutierte Äthanol wird aus der Dehydrierungskolonne 49 mittels der Leitung 103

ίο abgezogen.

Die in den Ausführungsbeispielen dargestellten Schaltungen zeichnen sich neben dem geringen Energieverbrauch weiter dadurch aus, daß der Betrieb der jeweils parallelgeschalteicn Dcstillierkolonnen 14 und 15 und der Rcktifi/.ierkolonnen 34 und 35 für sich alleine möglich ist um:l damit ein konzentrierter, ungereinigter Rohäthanol (liidusiriealkohol) mit einer Konzentration von ca. 90 bis il7% erzeugt wird, der über die Leitungen 101 und 102 aus dem Prozeß abziehbar ist.

Zum besseren Verständnis sind in F i g. 2 die aus den Kolonnen 14, 115 und 34, 35 bestehenden Destillationsund Rektifikationsstufen vereinfacht dargestellt, wobei der durchgehende Energiestrom in gestrichelter Linie dargestellt ist. Dabei wird die Energie über die Leitung 26 zugeführt und die Restenergie über die Leitung 57 aus dem Kondensator 52 abgezogen. Das Produkt wird über Leitungein 10 und 11 den Kolonnen 14 und 15 getrennt zugeführt und jeder Produktstrom wird getrennt durch die Anlage geführt. Dabei ist der bei 10

jo zugeführte Produktstrom I mit einer Strich-Punkt-Strich-Linie und der bei H zugeführte Produktstrom II mit einer Striäi-Punkt-Punkt-Strich-Linie dargestellt. Der Produktstiom I wird über eine Leitung 98 der Rektifikationskolonne 34 und der Produktstrom Il wird über eine Leitung 99 der Rektifikationskolonne 35 entnommen. Beide entnommenen Produkte sind ein gleichartiger Rohaikohoi mit »0 bis 97 VoL-% Alkohol mit Anteilen an Verunreinigungen.
Die Linienführungen lassen deutlich erkennen, daß die Energie die Kolonnen 14,15,34 und 35 nacheinander durchströmt, während das Produkt I die Kolonnen 14 und 35 und das Produkt Il die Kolonnen 15 und 34 durchströmen. Die Bezugszeichen in F i g. 2 und ebenso in den F i g. 3 bis 5 sind mit den Bezugszeichen in F i g. I identisch.

Als zweiter Belriebsmodus (F i g. 3) ist es möglich, neben den zuvor genannten vier Kolonnen 14, 15 und 34, 35 zusätzlich die ebenfalls parallelgeschalteten Hydroselektionskolonnen 16 und 17 sowie die Aufarbeitungskolonnc 39 zu betreiben. Mit dieser Schaltung wird ein 96 bis 97%iger konzentrierter gereinigter Alkohol (Primasprit) hergestellt, der über die Leitungen 98 und 99 abziehbar ist.
Auch hier ist zum besseren Verständnis in F i g. 3 eine vereinfachte Schallung dargestellt, in der wiederum der Energiestrom in gestrichelter Linie und die beiden Produktströme I und Il in Strich-Punkt-Strich- bzw. Strich-Punkt-Punkt-Si.rich-Linic dargestellt sind. Jetzt werden die beiden Produktslröme I und Il über Leitungen 12

Μ und 13 den Hydroselektionskolonnen 16 und 17 getrennt zugeführt und sodann getrennt in die Kolonnen 14 und 15 bzw. 34 und 35 weitergeleitet. Zur Beheizung der Kolonnen 16 und 17 wird jeweils ein Teilstrom an Energie den Kolonnen 14 und 15 entnommen, wobei von den Leitungen 28 und 29 Zweigleitungen 30 und 31 zu den Kolonnen 16 und 17 geführt sind. Die dampfförmige Phase mit den Verunreinigungen wird am Kopf der Kolonnen 16 und 17 über Leitungen 36 und 37 abge-

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führt.

F i g. 4 zeigt die Aufarbeitungskolonne 39 in vereinfachter Schaltung, die vor dem Kondensator 70 sitzt, aus dem die Verunreinigungen abgezogen werden.

Bei einer weiteren Betriebsvariante werden die paral-IeI geschalteten Destillier- 14, 15 und Rektifizierkolonnen 34 und 35 mit der Dehydrier· 49 und der Cyclohexan-Aufarbeitungskolonne 47 gemeinsam betrieben, womit ein entwässerter, ungereinigter Äthanol (Rohalkohol) hergestellt und über eine Leitung 103 abgezogen in wird. F i g. 5 zeigt diese Schaltung in vereinfachter Darstellung.

Bei der Anlage nach Fig. 1 werden alle im Ausführungsbeispiel genannten Kolonnen, nämlich die Deslillierkolonnen 14, 15 die Rektifizierkolonnen 34, 35, die Cyclohexan-Aufarbeitungskolonne 47 mit der Dehydrierungskolonnc 49 und die Hydrosclektionskolonnen 16, 17 mit der Aufarbeitungskolonne 39 gemeinsam betrieben. Bei dieser kompletten Schaltung wird ein gereinigtcr wasserfreier Äthanol (absoluticrier Alkohol, hier L. B. die BMV-Qualität5IOoderDAB7)crzeugtundaus der Leitung 103 abgezogen.

Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens können mit der erfindungsgemäßen Anlage zwei untcrsehiedliehe Äthanolsorten gleichzeitig hergestellt und abgezogen werden.

Eine Sorte Äthanol wird den Leitungen 101 und 102 und die zweite Sorte wird der Leitung 103 entnommen. Die Entscheidung, welche Sorten innerhalb der Gesamtanlage erzeugt werden, wird dadurch gefällt, daß die Ventile 8a, 9a. 10a, 11a bzw. 100a. 101a und 102a entsprechend geschaltet werden. Weitere Ventile 30a, 31a, 32cund 33a sind in den Leitungen 30 bis 33 vorgesehen.

So kann beispielsweise gleichzeitig ein ungereinigter Rohalkohol (Industriealkohol) aus Leitung 102 und ein v-, entwässerter Äthanol aus Leitung 103 abgezogen werden. Eine weitere· denkbare Kombination wäre, daß aus der Leitung 101 gereinigter, konzentrierter Äthanol (Primasprit) und aus der Leitung 103 ein wasserfreier, gereinigier Äthanol (absolutierter Alkohol) abgezogen wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung vor Äthanol aus durch Gärung erzeugten alkoholischen Maischen mit 1,5 bis 15,0 VoL-% Alkohol durch Destillation und Rektifikation und gegebenenfalls Reinigung und Entwässerung mit Mehrfachnutzung der Energie, indem mehrere Kolonnen produktseitig parallel und energieseitig hintereinandergeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet,