Дегидратация этанола

Вода с этанолом образуют азеотроп (смесь жидкостей, состав которых на меняется при кипении), ограничивающий количество воды, устраняемое с помощью дистилляции или ректификации. Поэтому для получения безводного этанола применяются установки дегидратации.

Самая применяемая и экономически выгодная технология на сегодняшний день - это процесс адсорбции с переменным давлением Pressure Swing Adsorption (PSA). Вода адсорбируется в порах так называемого молекулярного сита, называемого так из-за способности «отсевать» молекулы определенного размера. Этим ситом служит искусственный цеолит – щелочной алюмосиликат в натриевой форме. Цеолит 3А-типа имеет поры диаметром около 0,3 нм. В порах такого размера задерживается молекула воды (0,28 нм), но не помещается молекула этанола (0,44 нм). Другая распространенная технология дегидратации этанола - мембранная фильтрация с применением цеолитовых мембран нанесенных на керамическую основу, как правило, в виде трубы.

Оборудование, основанное на использовании цеолитовых мембран обладает высокой селективностью, надежностью и долговечностью, но требует более тщательной подготовки исходного спирта-сырца.

Существует также мало распространенная технология дегидратации - азеотропная перегонка с циклогексаном, бензолом, трихлорэтаном и другими растворителями. При этом после перегонки азеотропной смеси этанол - вода - растворитель получают этанол с концентрацией 99,3-99,8%.

Установка на основе молекулярного сита, состоящая из 2-3 адсорберов, применяется для полного обезвоживания   этилового спирта. Адсорберы работают по очереди. Молекулярное сито 3А используется в качестве адсорбента.

Выпрямленный этиловый спирт откачивается из резервуара через теплообменник, где он нагревается горячим паром от адсорберов и далее поступает в резервуар с подогретым ректифицированным этиловым спиртом. Уровень в резервуаре поддерживается в автоматическом режиме с помощью автоматического регулятора.

Нагретый ректифицированный этиловый спирт прокачивается циркуляционным насосом через паровой нагреватель, где он нагревается до температуры, установленной процессом, и где образуются паровая и жидкая фазы. Обогрев осуществляется живым паром и регулируется автоматическим регулятором.

Чтобы питать адсорберы только паровой фазой и иметь стабильную температуру, установлен пароперегреватель, который подается живым паром через автоматический регулятор. Конденсат живого пара отводится из нагревателей в емкость для конденсата.

Перегретый пар этилового спирта проходит через адсорбер, работающий в режиме дегидратации. Молекулы воды, присутствующие в паре, отбрасываются в поры молекулярного сита. Обезвоженный пар на выходе из адсорбера поступает в теплообменники, где он нагревает ректифицированный этиловый спирт, взятый для обезвоживания, затем он полностью конденсируется и поступает в резервуар. Обезвоженный этиловый спирт подается из резервуара в охлаждаемый теплообменник. Охлажденный дегидратированный этиловый спирт перекачивается через дозатор в хранилище.

После насыщения водой молекулярного сита в адсорбере № 1 адсорбер № 2 запускается, и адсорбер № 1 направляется на регенерацию. Для проведения регенерации в адсорбере №1 вакуум создается вакуумным насосом с целью снижения температуры кипения воды и ее испарения. Цикл регенерации следующих адсорберов аналогичен описанному выше.

Система циркуляционного водоснабжения применяется для конденсации пара обезвоженного этилового спирта в теплообменниках. Вода, охлаждаемая в охлаждающей машине, используется для охлаждения обезвоженного этилового спирта.

Автоматическая система управления процессом Дегидратации