Дегідратація етанолу
Установки Зневоднення Етанолу
Вода з етанолом утворюють азеотроп (суміш рідин, склад яких на змінюється при кипінні), що обмежує кількість води, що усувається за допомогою дистиляції або ректифікації. Тому для отримання безводного етанолу застосовуються установки дегідратації.
Найбільш застосовувана і економічно вигідна технологія на сьогоднішній день-це процес адсорбції зі змінним тиском Pressure Swing Adsorption (PSA). Вода адсорбується в порах так званого молекулярного сита, званого так через здатність "відсівати" молекули певного розміру. Цим ситом служить штучний цеоліт-лужний алюмосилікат в натрієвій формі. Цеоліт 3А типу має пори діаметром близько 0,3 нм. У порах такого розміру затримується молекула води (0,28 нм), але не поміщається молекула етанолу (0,44 нм). Інша поширена технологія дегідратації етанолу-мембранна фільтрація із застосуванням цеолітових мембран нанесених на керамічну основу, як правило, у вигляді труби.
Обладнання, засноване на використанні цеолітових мембран володіє високою селективністю, надійністю і довговічністю, але вимагає більш ретельної підготовки вихідного спирту-сирцю.
Існує також мало поширена технологія дегідратації-азеотропна перегонка з циклогексаном, бензолом, трихлоретаном та іншими розчинниками. При цьому після перегонки азеотропної суміші етанол - вода-розчинник отримують етанол з концентрацією 99,3-99,8%.
Установка на основі молекулярного сита, що складається з 2-3 адсорберів, застосовується для повного зневоднення етилового спирту. Адсорбери працюють по черзі. Молекулярне сито 3А використовується як адсорбент.
Випрямлений етиловий спирт відкачується з резервуара через теплообмінник, де він нагрівається гарячою парою від адсорберів і далі надходить в резервуар з підігрітим ректифікованим етиловим спиртом. Рівень в резервуарі підтримується в автоматичному режимі за допомогою автоматичного регулятора.Випрямлений етиловий спирт відкачується з резервуара через теплообмінник, де він нагрівається гарячою парою від адсорберів і далі надходить в резервуар з підігрітим ректифікованим етиловим спиртом. Рівень в резервуарі підтримується в автоматичному режимі за допомогою автоматичного регулятора.
Нагрітий ректифікований етиловий спирт прокачується циркуляційним насосом через паровий нагрівач, де він нагрівається до температури, встановленої процесом, і де утворюються парова і рідка фази. Обігрів здійснюється живим паром і регулюється автоматичним регулятором.
Щоб живити адсорбери тільки паровою фазою і мати стабільну температуру, встановлений пароперегрівач, який подається живою парою через автоматичний регулятор. Конденсат живої пари відводиться з нагрівачів в ємність для конденсату.
Перегрітий пар етилового спирту проходить через адсорбер, що працює в режимі дегідратації. Молекули води, присутні в парі, відкидаються в пори молекулярного сита. Зневоднений пар на виході з адсорбера надходить в теплообмінники, де він нагріває ректифікований етиловий спирт, взятий для зневоднення, потім він повністю конденсується і надходить в резервуар. Зневоднений етиловий спирт подається з резервуара в охолоджуваний теплообмінник. Охолоджений дегідратований етиловий спирт перекачується через дозатор в сховище.
Після насичення водою молекулярного сита в адсорбері № 1 адсорбер № 2 запускається, і адсорбер № 1 направляється на регенерацію. Для проведення регенерації в адсорбері №1 вакуум створюється вакуумним насосом з метою зниження температури кипіння води і її випаровування. Цикл регенерації наступних адсорберів аналогічний описаному вище.
Система циркуляційного водопостачання застосовується для конденсації пари зневодненого етилового спирту в теплообмінниках. Вода, що охолоджується в охолоджувальній машині, використовується для охолодження зневодненого етилового спирту.
Дегідратація
