Назад, на главную страницу

 

 

Молекулярные Сита на цеолите для обезвоживания (дегидратации) этилового спирта в спиртовой промышленности от компании Vogelbusch.

 

A-1050 Wien, Blechturmgasse 11, Austria - Letters: P.O.B. 189, A-1051 Wien

Tel.:+43 1  54661-0 -  Fax:+43 1  5452979

office@vienna.vogelbusch.com - www.vogelbusch.com

 

 

Персонал, занимающийся адсорбцией из компании Vogelbusch установил первую коммерческую установку для перекачки под давлением и обезвоживания спирта  еще 1981. Разрабатывая существующие технологии и специализируясь на ноу-хау процесса, компания Vogelbusch исследовала применение этого процесса для производства биоэтанола путем обезвоживания этилового спирта (этанола). Технология обезвоживания при помощи Молекулярного сита на цеолите заменила вакуумную дистилляцию при производстве обезвоженного спирта.

Компания Vogelbusch может оглянуться назад на десятилетия опыта в проектировании молекулярных сит на цеолите, их конструировании, запуске и эксплуатации, обслуживании и технической поддержке клиентов в нефтехимическом и химическом производстве и спиртовой промышленности во всех странах. Системные приложения адсорбции Vogelbusch колеблются от обезвоживания и разделения жидкостей, газов и паров до устройств управления загрязнениями и восстановления смазки, от небольших заводов до самого большого завода в мире.

 

VB предлагает надежную систему, объединяющую высококачественное исполнение с низкими эксплуатационными затратами, от отдельных устройств до интеграции в существующий завод. Мы можем обеспечить все услуги связанные с реализацией проекта, от проекта процесса, проектирования и поставки до установки контроля и помощи запуска, или поставки «под ключ».

 

Молекулярные сита на цеолите.

Молекулярные сита - синтетические цеолиты, микропорный материал с характерной трехмерной сетевой структурой. Из-за кристаллической природы цеолитов поры этого сложного каркаса однородного размера с сотами, обычно колеблющимися от 3 до 10 Ангстремов (3A - 10А). Наиболее важное свойство цеолита - адсорбция. В зависимости от размера пор, они могут адсорбировать молекулы легко, медленно, или совсем нисколько, так называемый эффект молекулярного сита - выборочная адсорбирция молекул определенных размеров, отвергающая большие из них.

Например, при обезвоживании этилового спирта / этанола цеолитами 3A (поры цеолита с диаметром 3 ангстрема), молекулы воды с диаметром 2,5А удерживаются адсорбцией в пределах пор цеолита с диаметром 3А, а большие молекулы этанола с диаметром 4A не могут быть задержаны, и следовательно проходят через слой цеолита.

Комплексные цеолиты могут быть модифицированы (изменяя и приспосабливая химию и структуру материала), для того, чтобы обеспечить большее разнообразие желаемых характеристик адсорбции или избирательности, и могут быть использованы как средство разделения для многочисленных коммерческих приложений.

 

Молекулярные адсорбционные сита для обезвоживания этанола.

В спиртовой промышленности молекулярные сита от компании Vogelbusch гарантированно удаляют воду в процессе дегидратации алкоголя при производстве обезвоженного спирта выше азеотропной концентрации. Например, при концентрации спирта 95 % по объему все оставшиеся 5 процентов воды могут быть удалены без потребности в «азеотропном» обезвоживании. Конечный продукт может быть фармацевтическим спиртом с концентрацией спирта вплоть до или свыше 99.9 % по объему, также промышленным спиртом или биоэтанолом (добавкой к топливу) с концентрацией 99.5 % по объему и более.

 

Преимущества молекулярных ситовых на цеолите систем над другими процессами обезвоживания этанола:

• Наиболее эффективное разделение, заканчивающееся максимальной концентрацией спирта;
• Удобство действия;
• Сокращение потребляемой энергии, сокращение операционных затрат и сокращение стоимости основных фондов;
• Устранение проблем и контроль условий эмиссии по сравнению со стандартным «азеотропным» обезвоживанием.

 

Референс на проекты в алкогольной индустрии компании Vogelbusch

Harbin Winery, Harbin, PRC 10,000 l/d

Central Minnesota Ethanol Co., США 200,000 l/d

CAISA, Мексика 75,000 l/d Коммерческого Спирта,

Chatham, Канада 430,000 l/d

Distillery Ryssen, Франция 70,000 l/d

Pekin Энергии, Peoria, США " 300,000 l/d

Nebrasra Energy, Аврора, США 330,000 l/d

Cargill Inc., Blair, США 760,000 l/d

Minnesota Corn Process, Колумбия, США 925,000 l/d

Cargill Inc., Eddyville, США 325,000 l/d

Chief Ethanol Топливо, Hastings, США 325,000 l/d

 

Описание Процесса абсолютирования / обезвоживания спирта

Процесс Vogelbusch для обезвоживания этанола - это адсорбционный процесс с использованием молекулярных сит гранулированного синтетического цеолита 3A.

Процесс абсолютирования спирта основан на принципе зависания воды на цеолите: зависание при другом давлении. Водная нагрузка цеолита зависит от парциального давления воды в подаче. Парциальное давление может изменяться под влиянием общего давления.

Молекулярные сита насыщены парообразными жидкостями. Здесь вода, содержащая парообразный алкоголь, адсорбируется в порах цеолита. Как только Молекулярное сито насыщается водой, оно должно быть восстановлено / регенерировано в первоначальное состояние.

Непрерывное производство абсолютированного спирта реализовано прокачиванием под давлением реактивационной (PSR) системы с двумя молекулярными ситами. Одно сито - в работе, пока другое молекулярное сито регенерируется под вакуумом. В процессе регенерации молекулярного сита, давление уменьшается и задержанная на цеолите вода покидает сито с парами продукта. Спирт из регенерационного парового потока извлекается.

 

Для производительности ректификационной установки спирта ниже 200,000 литров/сутки, устройства могут быть поставлены как отдельный модуль для простой установки и уменьшения монтажных издержек. Отдельный модуль для обезвоживания спирта - предварительно-собранный, обвязанный трубами и полностью протестированный блок.

 

Vogelbusch может модифицировать по заказу пользователя выбранный им проект:

Для удовлетворения специфических требований клиента, есть два метода проведения испарения продукта на Молекулярном сите и восстанавления спирта в потоке регенерации:

 

Опция 1: Энергетически-экономная система абсолютирования спирта интегрирована непосредственно от дистилляционной / ректификационной установки до системы молекулярных сит. При регенерации молекулярных сит поток возвращается в дистилляционную / ректификационную установку для восстановления спирта.

 

 

 

 

 

 

Опция 2: на отдельном устройстве, молекулярные сита питаются спиртовой жидкостью (т. е. этиловым спиртом с хранения). Подача (спирт) испаряется в небольшой «re-distillation» колонне и при регенерации молекулярных сит спирт также восстанавливается в ней. Для того, чтобы уменьшить энергопотребление, спиртовые пары продукта используются для подогрева жидкой подачи (спирта).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример применения: Chief Ethanol Inc. в Hastings. Небраска.

Проект топливного спирта (bioethanol) компании Chief Ethanol был запущен в 1983 с непрерывным брожением согласно процессу Vogelbusch «Multicont», а также с многоступенчатой системой распределения давления в установке дистилляции, а также процессом классического обезвоживания спирта циклогексаном. Сырье: зерно и маис или сорго; барда продается как DDGS.

 

Эта дисцилляция была реконструирована компанией Vogelbusch в 1993 по следующим объектам:

• Мощность увеличена с 120,000 литров/сутки до 325,000 литров/сутки
• Проведена замена азеотропного обезвоживания спирта на процесс с молекулярными ситами на цеолите.

 

 

Значительное улучшение в экономике спиртового завода было достигнуто интеграцией дистилляции, ректификации, молекулярных сит и процессов выпаривания послеспиртовой барды. Потребление тепловой энергии может быть уменьшено на 25%, если связать колонну ректификации с двухступенчатым процессом выпаривания послеспиртовой барды, для того, чтобы достигнуть этого эффекта, колонна ректификации работает под легким сверхдавлением и головные пары конденсируются на первом этапе выпаривания. Обе установки работают под вакуумом. Управляющая система, специально разработанная компанией Vogelbusch, предохраняет возможные колебания в давлении на участке молекулярных сит.

Бражка из процесса брожения перекачивается в бражную колонну. Дизайн 60-метровой колонны является уникальным, поскольку ректификационная колонна состыкована в верхней части с удаляющей колонной, таким образом уменьшены капитальные затраты и упрощено управление процессом.

Полученный этиловый спирт через подвесную линию на верхе колонны следует в испаритель очищенной барды, где конденсируется и как обычно используется в ректификационной колонне в качестве флегмы. Пары этанола обезвоживаются посредством молекулярных сит на цеолите для удаления оставшихся в нем 5 процентов воды. Обезвоженный этанол затем конденсируется, охлаждается и перекачивается в промежуточные баки хранения (суточные баки). Как только проверено качества продукта и спецификация, этанол денатурируется бензином и передается в баки хранения готового продукта.

Бражка внизу бражной колонны состоит из воды, содержащей белок, дрожжевые клетки, волокна, и жир, которые в последующем обезвоживают и сушат в специальной установке (DDGS сушилке).

 

 

 

 

 

 

Референсы проектов в других отраслях промышленности:

 

Air Products & Chemicals, Mexico                    feed gas adsorber
Air Products & Chemicals, Mexico                    argon de-oxo

Newport News Ship Building, Norfolk, USA         high-pressure air dryer

Air Products & Chemicals, UK / Decatur,           feed gas adsorber

USA CIBA Ceigy, St. Gabriel, USA                   carbon adsorption system

 CIBA Ceigy, St. Gabriel, USA                          vent system design

Shell Oil Company (Bernhard & Burk),

Norco, USA                                                     air dryer

Fluor Daniel, Surrey, UK N2 purification
Air Products & & Chemicals, La Salle, USA       feed gas adsorber