книги из ГПНТБ / Стабников В.Н. Перегонка и ректификация спирта

большим количеством активированного угля нельзя и что кон­

сравнению с обычным углем.

Была установлена норма для очистки 40%-ной водни: 16 г уг­

вых растворов от примесей и пришел к диаметрально противо­ положному заключению. Им было экспериментально доказано, что большие дозы активированного угля (несколько килограм­ мов на 1 дкл водки) в условиях непрерывной фильтрации ее через слой угля (динамический метод) улучшают дегустацион­ ные качества водки.

На основании этого исследования было предложено обраба­ тывать водку углем в фильтрах, заполненных активированным углем с высотой слоя 4 м. При этом фильтры соединялись по­ следовательно по 2 или по 3. Рекомендуемая скорость фильтра­ ции 3,5 м/ч.

При фильтрации .происходит селективная адсорбция ряда примесей из сложной поликомпонентной смеси. Интенсивность адсорбции зависит от марки углей. Замечено, что изоамиловый спирт поглощается более интенсивно -(26—40%), чем уксусный альдегид (10—16%)- С увеличением дозировок угля (до неко­ торого предела) замечалось повышение пробы на окисляемость (пробы Ланга). Увеличения количества альдегидов за счет окисления [5] не наблюдалось.

В. Ф. Комаровым разработан также простой метод регене­ рации активированного угля путем обработки его водяным па­ ром (0,7 ати) и холодным воздухом.

Таким образом, исследования В. Ф. Комарова показали, что применение активированного угля для очистки -водно-спир­ товых смесей от примесей вполне возможно осуществить в усло­ виях непрерывной фильтрации через слой угля большой вы­ соты.

При этом было доказано, что дегустационные качества фильтруемого раствора улучшаются, по-видимому, за счет из­ влечения из раствора ингредиентов, сообщающих спирту дур­ ной вкус и запах.

В. Ф. Комаров отмечает большое значение предварительной очистки обрабатываемого раствора от механических примесей путем фильтрации раствора до подачи его в угольный фильтр, через песочные фильтры.

Описанные методы очистки до последнего времени не имели применения на спиртовых заводах. Однако имеются сведения.

292 Вспомогательные средства очистки спирта

соков в свеклосахарной промышленности, в производстве фрук­ товых вод для удаления избытка кислоты и т. д.

Имеются указания на попытки применения ионитов для очистки спирта от примесей {7], однако широкого применения

этот метод не получил.

В. П. Грязнов и Г. В. Ржечицкая [3], изучая методы пере­

для водно-сгшртовых растворов при крепости 40—50% об., как это видно из рис. 138.

Начиная с 1958 г. в УкрНИИСПе ст. научный сотрудник Г. В. Данилко [8] проводит систематические исследования по очистке спирта от примесей путем обработки его ионообменны­ ми смолами.

В результате проведенного исследования было найдено, что при помощи ионитной очистки удается удалить из спирта эфиры и азотистые вещества. Исследование проводилось на ректифи­ кованном спирте, на спирте-сырце и на искусственных спирто­ вых растворах с повышенным содержанием эфиров.

Г. В. Данилко исследовала ряд синтетических смол, выпус­ каемых в Советском Союзе, и отобрала из них наиболее эф­ фективные: КУ-1, К.У-2, КБ-4П2, ЭДЭ-10П.

В табл. 64 и 65 приведены результаты, полученные Данилко {8] при работе с различными ионитами.

Анализируя данные этих таблиц, можно сделать вывод, что применением ионообменных смол для обработки спирта можно значительно уменьшить содержание в нем эфиров и азотистых

соединений. Содержание кислот также уменьшится, .но в мень­ шей мере.

На содержание альдегидов ионообменная обработка сущест­ венного влияния не оказывает.

Работа Г. В. Данилко показала перспективность применения ионитов для очистки спирта.

Дальнейшая работа должна быть направлена на изыскание наиболее эффективных ионообменных смол, обладающих сле­ дующими свойствами [8]:

максимальной сорбционной способностью как ионообменной, так и молекулярной;

максимальной емкостью поглощения по эфирам, азотистым веществам и непредельным -соединениям;

должны образовывать летучих ароматических или обладающих посторонним для спирта вкусом веществ;

продукты взаимодействия не должны быть ядовиты; сорбент должен быть прочным механически и сохранять

свои свойства при регенерации.

§ 4. ОСОБЕННОСТИ ОЧИСТКИ ОТ ПРИМЕСЕЙ СИНТЕТИЧЕСКОГО СПИРТА

Синтетический этиловый спирт в настоящее время получает­ ся .из сопутствующих газов, выделяющихся при добыче нефти, путем сернокислотной гидратации или же путем прямой ката­ литической гидратации этилена, содержащегося в этих газах.

Спирт-сырец, получаемый на заводах синтетического спир­ та, характеризуется, по данным В. П. Грязнова, следующими показателями:

следующие соединения в составе спирта: ацетон, ацетальдегид, пропиловый альдегид, глицериновый альдегид, кротоновый аль­ дегид, метиловый эфир уксусной кислоты, этиловый эфир уксус­ ной кислоты, акролеин, бутиловый спирт, октиловый спирт и ряд других соединений.

Таким образом, состав синтетичеокого спирта-сырца сущест­ венно отличается от спирта, полученного из пищевого сырья.

Существенно отличны также явления, происходящие в ко­ лонне при ректификации синтетического спирта. Так, на тарел­ ках колонны из жидкой среды выделяется твердый остаток. По составу этот остаток представляет собой полимеры углево­ дородов парафинового ряда с гидроксильной группой.

Наличие ряда соединений, не имеющихся в спирте, получен­ ном из пищевого сырья, обусловливает своеобразный вкус и запах синтетического спирта. Имеется много патентов, заявлен­ ных на очистку синтетического спирта. Все они могут быть классифицированы следующим образом: а) обработка спирта

под давлением (50 ати, 150°С) в течение продолжительного времени водородом с целью насыщения непредельных углево­ дородов;

б) обработка водородом in statu nascendi, полученным при воздействии щелочи на Zn или А1;

в) азеотропная перегонка в присутствии бензола с получе­ нием абсолютного спирта, свободного от примесей.

Применяется также обработка спирта (после разбавления водой в 2 раза) раствором щелочи и перманганата.

Рекомендуется эпюрация под вакуумом и обработка активи­ рованным углем типа БАУ. Опыты, проведенные у нас и за гра­ ницей, показывают, что, комбинируя химическую обработку и ректификацию, можно получить синтетический спирт, удовлет­ воряющий требованиям, предъявляемым к спирту, полученному из пищевого сырья.

ЛИТЕРАТУРА

Кубовые /ректификационные аппараты с колоннами были предшественниками .ректификационных аппаратов непрерывно­ го действия (см. гл. I). После появления аппаратов непрерыв­ ного действия начался процесс вытеснения их из производства этим более прогрессивным типом аппарата.

Однако процесс вытеснения не закончен и до настоящего времени. В промышленности Советского Союза /работает более 100 аппаратов периодического действия.

Рядом исследований, проведенных ЦНИИСПом, значительно усовершенствован процесс /ректификации на периодически дей­ ствующих кубовых аппаратах, что позволило повысить их эф­ фективность.

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Процесс периодической ректификации имеет некоторые осо­ бенности, на которых необходимо предварительно остановить­ ся. Простейший периодически действующий перегонный аппа­ рат—.это кубовый аппарат без колонны и дефлегматора. Пере­ гонка в таком кубе не дает возможности получить дистиллят с высоким содержанием спирта. Для того чтобы получить высо­ кие концентрации спирта в дистилляте, куб снабжают много­ тарелочной колонной и дефлегматором.

В случае перегонки бинарной смеси, не содержащей при­ месей, работа такого ректификационного аппарата преследует цель: получить дистиллят с высоким содержанием нижекипящего компонента. В этом случае возможны несколько вариан­ тов работы. Так, если желают в течение всей сгонки получать дистиллят постоянной крепости, то необходимо непрерывно уве­ личивать флегмовое число, чтобы компенсировать влияние уменьшающейся концентрации этилового спирта в кубе [1].

Схема такого процесса изображена на рис. 139. На этом гра­ фике показан ход процесса перегонки, при котором крепость дистиллята xD остается постоянной в течение всей сгонки, но по мере уменьшения содержания спирта в жидкости, находя­ щейся в кубе (в /навалке), увеличивается флегмовое число. Сле­ дует иметь в виду, что построение сделано для vMUH. Так как v = f/D, где / — количество флегмы, a D — количество дистилля­

Первый случай практически мало применим, так как требует

298 Периодически действующие ректификационные аппараты

На рис. 139 приведено построение рабочих линий для ряда последовательных моментов перегонки. Все эти точки выходят из точки L ,на диагонали графика, лежащей на перпендикуляре, восстановленном из тонки xD на оси абсцисс.

Измеряя для каждой из этих линий отрезок В на оои орди­ нат, можно определить для каждой из них v. Очевидно, что v=f(x), где х — переменное содержание н. к. в кубе. За неко­ торый бесконечно малый промежуток времени, за который от­ гоняется бесконечно малое количество дистиллята dD, отби­ рается флегмы df=vdD.

Здесь v=f(x) =f-(D), т. е. v изменяется по мере уменьшения содержания н. к. в кубе и возрастания количества дистиллята.

Проинтегрируем написанное выше уравнение в пределах от Одо /1 (левая часть уравнения) и от 0 до Di (правая часть урав­ нения). Здесь /1—общее количество флегмы за весь период сгонки, a Dx— количество дистиллята за тот же период.

Мы получим:

Ло.

j‘d f = j vdD. ■

оо

Отсюда

D,

Л = j / (D) dD.

о

В этом уравнении в правой части написан интеграл, кото­ рый может быть определен графическим интегрированием (рис. 140).

На горизонтальной оси отложено значение Dь которое на каждый данный момент может быть найдено из уравнения:

Da0 -f- Q-r (М —D) —Мам •

140. 'Средняя высота заштрихованной фигуры будет vcp за все время перегонки. Все количество флегмы fi = vcpDi.

На рис. 141 показан другой возможный случай, когда v остается постоянной величиной в процессе перегонки. В этом случае по мере уменьшения в навалке спирта происходит умень­ шение содержания спирта в дистилляте. Рабочая линия сколь­ зит вниз, оставаясь параллельной своему первоначальному по­

перегонки водно-спиртовых растворов можно получить, прово­ дя внутреннюю касательную из точки К к кривой равновесных концентраций. Киров [2], который обратил внимание на это об­ стоятельство, нашел следующие минимальные значения флегмового числа при различных крепостях дистиллята (табл. 67).