DE3428663C2

DE3428663C2 - Verfahren zur Gewinnung von Alkohol

Info

Publication number: DE3428663C2
Application number: DE3428663A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Dipl.-Ing. 4049 Rommerskirchen Niestroj
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1984-08-03
Filing date: 1984-08-03
Publication date: 1986-07-17
Also published as: DE3428663A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkohol aus wäßrigen Alkoholgemischen durch Destillieren, Rektifizieren sowie Entwässerung und Reinigung in mehreren Kolonnen. Dabei werden die alkoholischen Kopfdämpfe der Rektifizierkolonne direkt verdichtet und die Kopfdämpfe aus den Reinigungs- und Entwässerungskolonnen zunächst über einen Verdampfer geführt, der aus einem flüssigen Alkohol einen weiteren Alkoholdampf bildet, der gemeinsam mit dem Kopfdampf aus der Rektifizierkolonne verdichtet wird und der gemeinsam verdichtete Dampfstrom zur Beheizung der Destillier-, Reinigungs- und/oder Entwässerungskolonnen verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Alkohol aus wässrigen Alkoholgemischen durch Destillieren, Rektifizieren sowie Entwässerung und Reinigung in mehreren Kolonnen, wobei die Alkoholdämpfe verdichtet und zur Beheizung einer weiteren Kolonne verwendet werden.

Mit derartigen Verfahren soll der Dampfverbrauch für die Konzentrierung des Alkoholes herabgesetzt werden.

Zu diesem Zweck ist es bekannt (AT-PS 1 17 027), einen Teil der aus der Destillierkolonne austretenden Alkoholdämpfe derart zu verdichten, daß diese auf eine Temperatur gebracht werden, die zur Beheizung der zur Entwässerung und Reinigung dienenden Kolonne ausreicht. Mit einem solchen Verfahren reicht die vorhandene Energie nur zur Beheizung einer Kolonne aus. Für die übrigen Kolonnen ist eine thermische Zusatzenergie erforderlich.

Ein energiesparendes Verfahren zum Destillieren, Rektifizieren und Dehydrieren von Äthanol aus alkoholischen Maischen ist ebenfalls bekannt (DE-OS 33 03 571), wobei mehrere Kolonnengruppen produktseitig parallel und energieseitig hintereinander geschaltet sind. Hier wird die Energie mehrfach genutzt indem die nachfolgende Kolonne von der vorhergehenden Kolonne beheizt wird. Die Restenergie wird hinter der letzten Kolonne abgezogen.
Desweiteren ist es bekannt (DE-OS 31 1^289), die wässrige Lösung einer Destillierkolonne zu verdampfen, den hierbei entstehenden Wasserdampf zu verdichten und diesen verdichteten Wasserdampf in die Destillierkolonne zurückzuführen. Mit diesem Verfahren wird überschüssiger Dampf aus der Verdampferstufe zum

ϊ5 Beheizen der Destillierkolonne verwendet Auch hier müssen die übrigen Kolonnen zusätzlich beheizt werden. Dies bedeutet einen hohen Aufwand an Energie- und Anlagenkosten, weil das bekannte Verfahren nur mit großen Druckverhältnissen und möglicherweise nur mit einem Vakuumbetrieb des Verdichters saugseitig betrieben werden kann.

Außerdem führt die mehrstufige Ausführung des Verdichters und des Dampfumformers zu hohen Energieverlusten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Destillieren, Rektifizieren und Dehydrieren von Alkohol aus alkoholischen Maischen oder Rohalkohol zur Erzeugung eines Produktes von 96% oder 100% neutralem Alkohol zu schaffen, mit dem in einem mehrstufigen System alle Kolonnen ohne wesentliche thermische Zusatzenergta beheizt werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man die Kopfdämpfe der Reinigungs- und/oder Entwässerungskolonnen, deren Temperaturdifferenz zwischen Sumpf und Kopf der Kolonne kleiner ist als die entsprechende Temperaturdifferenz der Rektifizierkolonne, zur Abgabe ihres Wärmeinhaites den Heizflächen eines oder mehrerer Verdampfer zuführt und dort flüssigen Alkohol verdampft, den erhaltenen Alkoholdampf gemeinsam mit dem alkoholischen fCopfdampf der Rektifizierkolonne mechanisch verdichtet und den verdichteten Alkoholdampf zur Beheizung der Destillier-, Reinigungs- und Entwässerungskolonnen einsetzt

Mit diesem Verfahren wird der alkoholische Kopfdampf der Rektifizierkolonne dem Verdichter direkt zugeführt. Die Kopfdämpfe der Reinigungs- und Entwässerungskolonnen beheizen einen Verdampfer, der entsprechend dem Wärmeinhalt der zugeführten Dämpfe, aus einem flüssigen Äthanol einen Äthanoldampf beim

ro entsprechenden Siededruck der Rektifizierkolonne erzeugt. Auch dieser Dampf wird verdichtet. Die beiden gemeinsamen Dampfströme werden auf den Sattdampfaruck zur Kondensation der Dämpfe in Heizkörpern der Kolonnen für das Destillieren, Reinigen und Entwässern verdichtet.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensschaltung können alle Kolonnen mit dem Verfahrensprodukt als Wärmeträger ohne zusätzliche thermische Energie betrieben werden. Lediglich die zum Betreiben des mechanischen Verdichters erforderliche Energie muß der Anlage während des Betriebes zugeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch ohne Entwässerungsteil gefahren werden und damit nur einen 96%igen Alkohol erzeugen.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Schaltung kann der Verdampfer beim gleichen Sättigungsdampfdruck wie der Kopf der Rektifizierkolonne betrieben werden. Der dem Verdampfer zugeführte flüssige Alkohol

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kann dem Verfahren an irgend einer Stelle entnommen dieser über 5 Leitungen 7a und Tb in die Heizkörper 10 werden. Bei der Beheizung der Destillier-, Reinigungs- und 11 geleitet wird. Die hierbei entstehenden Konden- und/oder Entwässerungskolonnen entstehen konden- sate werden über Leitungen 14 und 15 mit Kondensatsierte Alkoholdämpfe. Diese können gemeinsam ent- ableitern 16 und 17 abgezogen und gemeinsam über spannt und flüssig dem Verfahren an geeigneter Stelle 5 eine Leitung 18 in ein Kondensatentspannungsgefäß 19 zugeführt werden. Vorteilhafterweise wird die gesamte geleitet Das entspannte flüssige alkoholische Kondenentspannte flüssige Alkoholmenge dem Verdampfer zu- sat gelangt über eine Leitung 21 in den Verdampfer 5, geführt Denkbar ist auch, daß ein Teil des entspannten wo es, wie einleitend beschrieben, verdampft wird. Das flüssigen Alkohols als Rücklauf auf den Kopf der Rekti- hierbei entstehende alkoholische Kondensat wird über fizierkolonne geführt wird. Auch kann ein Teil des aiko- ίο eine Leitung 22 mittels einer Pumpe 24 als Rücklauf auf holischen Kondensates aus dem Verdampfer als Rück- den Kopf der Rektifizierkolonne 2 geführt Ein Teil dielauf auf den Kopf der Rektifizierkolonne geführt wer- ses alkoholischen Kondensates wird über eine Leitung den. Der Restteil des alkoholischen Kondensates aus 23 in den Einspritzkühler 9 eingeführt um dort den im dem Verdampfer wird sodann dem verdichteten Aiko- Verdichter 8 entstehenden überhitzten Dampf zu kühholdampf beigemischt Auch diese Maßnahmen führen 15 len. Von der Leitung 22 geht eine Produktleitung 25 ab, zur Verbesserung der Energiebilanz der Gesamtanlage mit der das Produkt abgezogen wird. Das aus den Kopf-Die Kondensate können nämlich auf den Saugdruck des dämpfen im Verdampfer 5 entstehende Kondensat wird Verdichters entspannt und die entstehenden Dämpfe mit der Leitung 27 abgezogen und mittels einer Pumpe ohne Schwierigkeiten dem Verdichter zugeführt wer- 28 in den Kopf der Kolonne 1 zurückgeführt Mit 29 ist den. 20 eine Dampfzuführleitung bezeichnet mit der im Anfahr-

Die bei der Entspannung der Alkoholkondensate ge- betrieb die zum beschleunigten Abfahren benötigte bildeten Dämpfe werden den vermischten Alkohol- Energie der Anlage zugeführt wird. Sobald die Betriebsdämpfen aus der Rektifizierkolonne und dem Verdamp- temperatur der Anlage erreicht ist wird die Dampfzufer vor deren Verdichtung zugeführt, um somit auch die fuhr über Leitung 29 abgestellt Die Anlage wird jetzt in diesen Dämpfen enthaltenen Wärmeenergien weiter 25 ohne Zufuhr thermischer Energie weiterbetrieben, wozu nutzen. bei als Energiezufuhr nur die zum Betreiber/ des Ver-

Erfindungsgemäß kann die Gesamtanlage ohne zu- dichters 8 erforderliche elektrische Energie aufgewensätzliche thermische Energie betrieben werden. Dies detwird.

bedeutet jedoch einen langen Anfahrbetrieb, um auf die Mittels einer Leitung 26 kann ein Produkt abgezogen

für die Herstellung von Alkohol erforderlichen Tempe- 30 werden, das aus den Kondensaten der Kopfdämpfe beraluren zu kommen. Um die Anfahrzeit herabzusetzen, steht Mit 30 und 31 sind die Zuführleitungen bezeichnet

kann den Heizflächen des Verdampfers ein dampfförmi-

ges Medium zugeführt werden. Wenn die Anlage die Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Betriebstemperatur erreicht hat, wird diese Zusatzenergie abgestellt 35

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im nachfolgenden näher
beschrieben. Sie zeigt ein vereinfachtes Schaltschema.

Im Ausführungsbeispiel sind zwei Kolonnen 1 und 2
dargestellt, wobei mit 2 eine Rektifizierkolonne und mit 40
1 eine Reinigungs- oder Entwässerungskolonne bezeichnet ist. Zur Vereinfachung ist nur eine Kolonne 1
dargestellt. Es gehört jedoch zum Wesen der Erfindung
hier zwei oder mehr Kolonnen einzusetzen. Mittels
Kopfdampfleitungen 3 und 4 werden die alkoholischen 45
Kopfdämpfe den Kolonnen 1 und 2 entnommen, wobei
die Leitung 3 zu einem Verdampfer 5 geführt ist. Der
Kopfdampf aus der Kolonne 1 beheizt innerhalb des
Verdampfers 5 die nicht näher bezeichneten Heizrohre,
in denen sich flüssiger Alkohol befindet. Der verdampf- so
te flüssige Alkohol wird mittels einer Leitung 6 einer
Zweigleitung 7 zugeführt der gleichzeitig auch die
Kopfdampfleitung 4 zugeführt wird. Innerhalb der Leitung 7 befindet sich ein mechanischer Verdichter 8 und
ein Einspritzkühlei: 9. Der in der Leitung 7 strömende 55
verdampfte Alkohol wird zunächst mechanisch verdichtet und sodann der hierbei entstehende überhitzte
Dampf innerhalb des Einspritzkühlers gekühlt. Der so
behandelte Dampf wird sodann zur Beheizung der Kolonnen 1 und 2 in der Weise benutzt, daß ein Teil der 60
Sumpfprodukte aus den Kolonnen 1 und 2 zirkuliert und
dabei aufgeheizt wird. Zu diesem Zweck wird von den
Sumpfproduktleitungen 12 und 13 jeweils eine Zweigleitung 12a bzw. 13a in die Heizkörper 10 bzw. 11 geleitet, aus denen die Produkte aufgeheizt über Leitungen 65
12Z» und 136 den Kclonnen zurückgegeben werden. Die
Aufheizung der Sumpfprodukte erfolgt mittels des verdichteten und gekühlten alkoholischen Dampfes, wobei

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von Alkohol aus wässrigen Alkoholgemischen durch Destillieren, Rektifizieren sowie Entwässerung und Reinigung in mehreren Kolonnen, wobei die Alkoholdämpfe verdichtet und zur Beheizung einer weiteren Kolonne verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kopfdämpfe der Reinigungs- und/oder Entwässerungskolonnen, deren Temperaturdifferenz zwischen Sumpf und Kopf der Kolonne kleiner ist als die entsprechende Temperaturdifferenz der Rektifizierkolonne, zur Abgabe ihres Wärmeinhaltes den Heizflächen mindestens eines Verdampfers zuführt und dort flüssigen Alkohol verdampft, den erhaltenen Alkoholdampf gemeinsam mit dem alkoholischen Kopfdampf der Rektifizierkolonne mechanisch verdichtet und den verdichteten Alkoholdampf zur Beheizung der Destillier-Reinigungs-jiiid/oder Entwässerungskolonnen einsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man die bei der Beheizung der Destillier-, Reinigungs- und/oder Entwässerungskolonnen aus den Aikoholdämpfen entstehenden Kondensate gemeinsam entspannt und flüssig weiterführt

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die bei der Entspannung gebildeten Dämpfe den zusammengeführten Alkoholdämpfen aus der Rektifizierkolonne und dem Verdampfer vor deren Verdichtung zuführt

4. Verfallen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß man da^, entspannte flüssige, alkoholische Kondensat dem Verdampfer zuführt

5. Verfahren nach einem de Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil des alkoholischen Kondensates aas dem Verdampfer als Rücklauf in den Kopf der Rektifizierkolonne führt und den Restteil dem verdichteten Alkoholdampf innerhalb eines Einspritzkühlers beimischt

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus den Kopfdämpfen der Kolonnen im Verdampfer gebildeten Kondensate in den Kopf der Reinigungs- und/oder Entwässerungskolonne zurückführt.