scan0101 2

140

górnej części kolumny rektyfikacyjnej (2), w której następuje odrektyfikowa-nie benzenu. Odciek z kolumny (2), zawierający 51% wody i 49% etanolu, kierowany jest do kolumny rektyfikacyjnej (3), w której następuje odrektyfi-kowanie etanolu, zaś od dołu tej kolumny odbiera się wodę wywarową.

Rys. 11.2. Azcotropowa rektyfikacja etanolu z benzenem: 1 - kolumna rektyfikacji ekstrakcyjnej, 2 - kolumna rektyfikacyjna benzenu. 3 - kolumna rektyfikacyjna etanolu. 4 - rozdzielacz. 5 - defiegmatory

Inną metodą odwodnienia spirytusu jest destylacja próżniowa. Wykorzystuje się w tej metodzie wpływ ciśnienia na równowagę ciecz-para. Instalacja rektyfikacyjna składa się z dwóch kolumn. W pierwszej kolumnie, pracującej pod normalnym ciśnieniem, prowadzona jest rektyfikacja spirytusu surowego. Otrzymywany rektyfikat, o składzie zbliżonym do składu azeotropowego, kierowany jest do drugiej kolumny, która pracuje pod obniżonym ciśnieniem. Z kolumny tej otrzymuje się bezwodny etanol oraz odciek zawracany do kolumny rektyfikacji surowego spirytusu.

11.6.3. Alternatywne procesy wydzielania etanolu

Rektyfikacja jest procesem powszechnie stosowanym do zatężania i oczyszczania etanolu. Jest to proces energochłonny i z tego względu prowadzone są badania nad alternatywnymi metodami wydzielania etanolu z brzeczki pofermentacyjnej. Dalej omówiono w skrócie najważniejsze z tych metod.

Ekstrakcja

Nie znaleziono dotąd odpowiedniego rozpuszczalnika do otrzymywania etanolu technicznego. Metoda ekstrakcji jest jednak stosowana przy otrzymywaniu gazoholu, tzn. benzyny zawierającej do 10% etanolu. Instalacja składa się z kolumny odpędowej do wstępnego zatężenia etanolu, kolumny ektrak-cyjnej oraz kolumny rektyfikacyjnej do wydzielenia benzyny z rafinatu.

Prowadzono również badania nad ekstrakcję ciekłym dwutlenkiem węgla, jednak koszty tego procesu są ok 20% większe niż konwencjonalnej destylacji.

Siła molekularne - zeołity

Zastosowanie sit molekularnych umożliwia otrzymywanie bezwodnego etanolu z 95% spirytusu. Straty etanolu w procesie są duże, gdyż w zeolicie zostaje ok. 25% alkoholu. Z tego powodu niezbędna jest dodatkowa instalacja do regeneracji zcolitu i odzyskiwania etanolu.

Procesy membramwe

Procesy membranowe, z uwagi na niskie zużycie energii, są atrakcyjną metodą zatężania różnych bioproduktów. Do zatężania etanolu wykorzystuje się osmozę odwrotną. Ciśnienia stosowane w procesie są wysokie, np. do otrzymania 14% etanolu - 7 MPa.

Metoda jest efektywna dla zatężania etanolu z niskich stężeń do ok. 10%. Znane są jednak specjalne membrany, przepuszczające etanol, pozwalające zatężać etanol do 92,5%.

11.6.4. Porównanie metod zatężania etanolu

W procesie zatężania etanolu najistotniejszą pozycję kosztów stanowi zużycie energii.

W tablicy 11.3 zestawiono zużycie energii w różnych metodach zatężania etanolu. Z przedstawionych danych wyraźnie wynika, że najbardziej energooszczędną metodą otrzymywania spirytusu surowego jest rektyfikacja z re-kompresją oparów. Zużycie energii jest ponad dwukrotnie mniejsze niż w klasycznej rektyfikacji dwukolumnowej. Z kolei otrzymywanie absolutnego etanolu wymaga najmniej energii w przypadku rektyfikacji azeotropowej z eterem.

Należy pamiętać, że aczkolwiek zużycie energii jest istotną pozycją w kosztach produkcji, to decydujące znaczenie ma koszt całkowity wytwarzania alkoholu. Koszt całkowity zależy od wielu czynników (pauz rozdz. 22), zarówno natury technicznej, jak i ekonomicznej.