Фракция головная этилового спирта


Технические условия

Издание официальное


Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Государственным научным учреждением Всероссийским научно-исследовательским институтом пищевой биотехнологии Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ 8НИИПБТ Росссельхоэакадемии)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 176 «Спиртовая, дрожжевая и ликероводочная продукция»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентствало техническому регулированию и метрологии от 31 марта 2014 г. № 267-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0—2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменении и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)


© Сгандартинформ. 2014

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФРАКЦИЯ ГОЛОВНАЯ ЭТИЛОВОГО СПИРТА Технические условия Heed fraction of ethyl alcohol. Specifications

Дата введения — 2015—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на головную фракцию, получаемую при производстве эти* нового ректификованного спирта из пищевого сырья (далее — головная фракция), которая подлежит дальнейшей переработке для получения ректификованного спирта высшей очистки или использованию на технические цели.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.007—76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классифика-ция и общие требования безопасности


ГОСТ 12.4.011—89 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация

ГОСТ 12.4.121—83 Система стандартов безопасности труда. Противогазы промышленные фильтрующие. Технические требования

ГОСТ 12.4.122—83 Система стандартов безопасности труда. Коробки фильтрующие поглощающие для промышленных противогазов. Технические условия

ГОСТ 3639—79 Растворы водно-спиртовые. Методы определения концентрации этилового спирта

ГОСТ 5105—82 Канистрыстальныедлягорючегоимасел.Техническиеусловия

ГОСТ 14192—96 Маркировка грузов

ГОСТ 19433—88 Грузыопасныв. Классификация и маркировка

ГОСТ 26319—84 Грузыопасныв.Упаковка

ГОСТ 32036—2013 Спирт этиловый из пищевого сырья. Правила приемки и методы анализа

ГОСТ Р 51762—2001 Водка и спирт этиловый из пищевого сырья. Газохроматографический метод определения содержания летучих кислот и фурфурола

ГОСТ Р 52363—2005 Спиртосодержащие отходы спиртового и ликероводочного производства. Гаэохроматографический метод определения содержания летучих органических примесей

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов а информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулирование и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателе «Национальные стандарты *. который опубликован по состояние на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующуе версию стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный


Издание официальное

стандарт, на который дана датированная ссылке, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указан-ным выше годом утверждения (принятия). Если лосле утверждения нестоящего стандарте в ссылочный стандврт. на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, не которое двна ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандврт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 52673.

4    Технические требования

4.1    Характеристики

4.1.1    Головную фракцию получают при производстве этилового ректификованного спирта из пищевого сырья в соответствии с требованиями настоящего стандарта по производственно-технологическому регламенту по комплексной переработке сырья на спирт.

4.1.2    По органолептическим показателям головная фракция должна соответствовать требованиям. указанным в таблице 1.

Таблице 1


Наименование показателя

Характеристика

Внешний вид

Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений

Цвет

Бесцветная жидкость или с желтоватым или зеленоватым оттенком

Залах

Свойственный эфирам и альдегидам

4.1.3 По физико-химическим показателям головная фракция должна соответствовать требованиям. указанным в таблице 2.

Таблица2


Наименование показателя

Значение показателя для головной фракции, вырабатываемой

из мелассы

из ярах ыа л содержащего сырья

Объемная доля этилового спирта. % не менее

92.0

92.0

Объемная доля метилового спирта в пересчете на безводный спирт. V не более

0.0S

6.0

Массовая концентрация сивушного масле в пересчете на безводный спирт, г/дм3, не более

1.5

2.5

Массовая концентрация альдегидов в пересчете на безводный спирт, г/дм9

35.0

35.0

Массовая концентрация эфиров в пересчете на безводный спирт, г/дм3, не более

60.0

60.0

Массовая концентрация летучих кислот, г/дм3 безводного спирта, не более

1.0

2.0

4.2 Упаковка

4.2.1    Упаковка головной фракции — в соответствии с требованиями ГОСТ 26319.

4.2.2    Цистерны и резервуары должны герметически закрываться крышками, иметь воздушники, оборудованные предохранительными клапанами. Для измерения уровня головной фракции применяют поплавковые или другие безопасные указатели уровня.


4.2.3    Цистерны и резервуары с головной фракцией должны быть опломбированы.

4.2.4    Допускается разливать головную фракцию в канистры по ГОСТ 5105 или другие емкости, изготовленные из материалов, разрешенных для контакта с данным видом продукта.

4.2.5    Степень заполнения цистерн рассчитывают с учетом объемного расширения головной фракции.

4.2.6    Температура головной фракции при розливе не должна превышать 30 °С.

4.3 Маркировка

Транспортная маркировка в соответствии с требованиями ГОСТ 14192.

Маркировка, характеризующая транспортную опасность груза — по ГОСТ 19433.

На каждую транспортную емкость с головной фракцией дополнительно наносят следующую информацию:

•    объем.дал;

•    номер партии:

•    количество мест в партии;

•    дату изготовления;

•    надпись; «Легковоспламеняющаяся жидкость»:

•    знак опасности, классификационный шифр, номер.

5 Требования безопасности

5.1    Головная фракция относится кчетвертому классу опасности по ГОСТ 12.1.007.

5.2    Предельно допустимая концентрация (ПДК) компонентов головной фракции в воздухе рабочей зоны представлена в таблице 3.

Таблица 3


Наименование компонентов

ПДК. мг/м*

Класс опасности

Этанол

1000

IV

Вода

Альдегиды (уксусный альдегид)

S

III

Сложные эфиры

200

IV

Высшие спирты

10

III

Метанол

S

III

Кислоты (уксусная)

S

III

Температура вспышки — 35 *С. температура самоеослламенения — 400 ®С.


Пределы взрыва паров в смеси с воздухом: нижний — 79 г/м*, верхний —367 г/м*.

5.3    При проведении работе головной фракцией, необходимособлюдать правила, установленные для работ с ядовитыми и взрывоопасными веществами.

Пары головной фракции могут вызывать раздражение глаз и слизистых оболочек дыхательных путей, в жидком виде вызывают раздражение кожи.

Меры оказания первой помощи при раздражении слизистых оболочек дыхательных путей — содовые полоскания, содовые и масляные ингаляции, горячее молоко с содой или щелочной минеральной водой.

5.4    Все работы с головной фракцией в закрытых помещениях необходимо проводить при приточно-вытяжной вентиляции сиспольэованием индивидуальных средств защиты в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.011. ГОСТ 12.4.121. ГОСТ 12.4.122.

5.5    Резервуары, технологическое оборудование, трубопроводы и сливные-наливные устройства, используемые для перемещения головной фракции должны быть защищены от статического электричества. Электрооборудование должно быть во взрывобезопасном исполнении.

5.6    Средства пожаротушения: тонко распыленная вода, химическая воздушно-механическая пена, сжиженный диоксид углерода, песок.

5.7 Обезвреживание продукта при проливе следует проводить засыпкой песком и выносом его в специально отведенное место при включенной вентиляции с применением средств индивидуальной защиты.


6    Правила приемки

Правила приемки — по ГОСТ 32036.

7    Методы контроля

7.1    Отбор проб —по ГОСТ 32036.

7.2    Определениеорганолептичесхих показателей — всоответствиистребованиями.указанными в таблице 1 со следующим дополнением.

7.2.1    Определение запаха

25 см3 головной фракции при температуре 20 вС наливают в колбу с широким горлом вместимостью 100—150 см3 с притертой пробкой. Колбу открывают для определения запаха на 5—8 с.

7.3    Определение объемной доли этилового спирта — по ГОСТ 3639.

7.4    Определение объемной доли метилового спирта в пересчете на безводный спирт — по ГОСТ Р 52363.

7.5    Определениемассовойконцентрациисивушногомаславпересчетенабезводныйспирт — по ГОСТ Р 52363.

7.6    Определение массовой концентрации альдегидов в пересчете на безводный спирт — по ГОСТ Р 52363.

7.7    Определение массовой концентрации сложных эфиров в пересчете на безводный спирт — по ГОСТ Р 52363.

7.6 Определение массовой концентрации летучих кислот — по ГОСТ Р 51762.

8    Транспортирование и хранение

6.1    Головную фракцию транспортируютжелезнодорожнымиавтомобильным транспортом всоот-еетстеии с правилами перевозки опасных грузов, действующими на транспорте данного вида.


6.2    Головную фракцию хранят в специально оборудованных металлических резервуарах в соответствии с правилами хранения легковоспламеняющихся жидкостей (спирта).

8.3    Срок годности головной фракции этилового спирта не ограничен при соблюдении условий транспортирования и хранения.

УДК 663.55:006.354    ОКС67.160.Ю    ОКП918242

Ключевые слова: фракция головная этилового спирта, спиртовое производство, этиловый ректификованный спирт, легковоспламеняющаяся жидкость

Редактор 6 М. Смирнов Технический редактор fl. Н. Прусакова Корректор Ю.М Прокофьева Компьютерная верстка А Н. Зопотарааой

Сдано е набор 04.06.2014. Подписано а печать 14.07.2014. Формат 60 к 84Гарнитура Ариел. Усп. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0.74. Тираж 57 экэ. Зак. 2S76

Издано и отпечатано во ФГУП «СТАНДЛРТИНФОРМ». 123995 Москва. Гранатный пер.. 4. www.90slinfo.1u    

Источник: allgosts.ru

 

Изобретение относится к спиртовой промышленности, конкретно к способу очистки спиртосодержащей смеси, такой как головная (эфиро-альдегидная) фракция этилового спирта, получаемой как побочный продукт при производстве товарного пищевого этанола.

Проблематика очистки спиртосодержащих смесей от сопутствующих примесей с минимальными потерями спирта актуальна для всех спиртовых заводов и предприятий, производящих пищевой этанол.

Побочные спиртосодержащие фракции (смеси), получаемые при производстве товарного этанола, как правило, содержат большую номенклатуру трудноотделимых в процессах ректификации сопутствующих примесей, представленную большей частью летучими карбонильными соединениями (альдегиды, сложные эфиры), метанолом и высшими спиртами. Образование сложных азеотропных смесей ограничивает возможности процесса ректификации для разделения подобных смесей, что приводит к необходимости отгона значительных количеств этанола для очистки сырья от подобных примесей и обуславливает потерю значительных количеств товарного спирта в составе побочных фракций. Соответственно удаление летучих карбонильных соединений из побочных спиртсодержащих смесей, содержащих порой 90% и выше этанола, позволит с помощью процесса ректификации выделить из них значительное количество товарного спирта, минимизировав его потери.

Предложен способ переработки фракции головной этилового спирта и концентрата головной фракции, а также отходов спиртового производства, путем их прямой перегонки в присутствии щелочных реагентов, в качестве которых используют гидраты окисей, карбонаты и бикарбонаты натрия и калия, окиси кальция, аммиачную воду в количестве 0,01-3,0% масс. Кубовый остаток, полученный в процессе перегонки, используют в качестве добавки в топочный мазут (патент РФ №2183616, опубл. 20.06.2002; патент РФ №2272018, опубл. 20.03.2006).

Известен способ выделения алифатических спиртов путем ректификации эфиро-альдегидной фракции производства этанола в присутствии щелочных реагентов, в качестве которых используют гидраты окиси натрия, соду, окись кальция в количестве 0,1-1,0% масс, (патент РФ №2109722, опубл. 27.04.1998).

Известен способ переработки головных фракций спиртового производства методом ректификации, в том числе в присутствии таких реагентов, как мочевина, либо гидроксид, карбонат, борат, ацетат или оксид натрия, калия, кальция, алюминия или аммония, а также адсорбентов, таких как силикагель, анионит, цеолит (заявка на патент РФ №2001123598, опубл. 20.07.2003).

Известен способ переработки эфиро-альдегидной фракции производства этилового спирта путем ее разгонки в присутствии щелочного агента — гидратов окисей, карбонатов и бикарбонатов калия и натрия, окисей кальция, аммиака при концентрации щелочного агента 0,01-0,099 мас. %. Полученная смесь рекомендована для замены этилового спирта в рецептурах бытовой химии и смесевых растворителей (патент РФ №2158727, опубл. 10.11.2000).

Недостатками известных способов очистки фракции головной этилового спирта является невысокая эффективность их очистки от летучих карбонильных соединений, обусловленная присутствием в сырье значительного количества спиртов, стабилизирующих карбонильные соединения и препятствующих протеканию даже в сильно щелочной среде процессов альдольной конденсации и/или гидролиза эфиров в короткий промежуток времени, в течении которого происходит процесс переработки методом перегонки или ректификации. К тому же дистиллят, полученный после перегонки сырья в сильнощелочной среде в присутствии вышеперечисленных щелочных реагентов, порой обладает желтоватым оттенком и/или неприятными органолептическими характеристиками, и может быть использован только в технических целях.

Задачей заявленного технического решения является создание эффективного универсального способа очистки от карбонильных соединений таких спиртосодержащих смесей как головная (эфиро-альдегидная) фракция этилового спирта, независимо от ее состава и технологии получения с выходом целевого (очищенного спиртосодержащего) дистиллята не менее 82% от количества перерабатываемой фракции, со степенью очистки от карбонильных соединений не менее 82%, не требующего сложных технологических операций для достижения заявленного результата и расширяющего арсенал известных способов указанного назначения. Под универсальностью способа понимается возможность очистки любой головной (эфиро-альдегидной) фракции этилового спирта, независимо от ее состава (в том числе с высоким содержанием карбонильных примесей) и технологии получения.

Техническим результатом изобретения является новый способ очистки спиртосодержащих фракций производства этилового спирта от летучих карбонильных соединений (альдегидов и сложных эфиров) с эффективностью не менее 82% за счет обеспечения полноты протекания химических реакций с их участием.

Задача решается, и технический результат достигается заявляемым способом очистки фракции головной этилового спирта, включающим ее обработку щелочным реагентом и дистилляцию с выделением целевого продукта, при котором обработку щелочным реагентом ведут до значения рН реакционной смеси не менее 11,0, выдерживают полученную реакционную смесь до устойчивой желто-коричневой или коричневой окраски, понижают рН смеси до значения не более 5,1 и выделяют целевой продукт — очищенную спиртосодержащую фракцию — в процессе дистилляции.

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве исходной спиртосодержащей фракции может быть использована головная фракция производства пищевого этилового спирта, независимо от ее состава и технологии получения. Содержание этанола в фракции головной этилового спирта 88-95% об.

В бесцветный (или с желтоватым, или зеленоватым оттенком) исследуемый образец фракции головной этилового спирта добавляют щелочной реагент до достижения рН реакционной смеси не менее 11,0 и выдерживают полученную смесь до окончания изменения цвета раствора (желто-коричневого или коричневого). В качестве щелочного реагента используют гидроксид натрия или гидроксид калия в виде гранул или водных растворов.

Изменение цвета смеси обуславливается протеканием процесса альдольной конденсации альдегидов с образованием темных смолоподобных продуктов. Прекращение изменения цвета реакционной смеси свидетельствует о завершении протекания процесса альдольной конденсации нестабилизированных спиртами альдегидов.

Далее в реакционную смесь добавляют рН-понижающий реагент до получения стабильного значения рН не более 5,1. В качестве рН-понижающего реагента используют либо сильные минеральные кислоты (ортофосфорную, азотную, соляную, серную) либо кислые соли, подвергающиеся гидролизу с выделением сильных кислот.

Для выделения целевого продукта полученную нейтрализованную реакционную смесь направляют на дистилляцию. Дистилляцию осуществляют либо методом простой перегонки, либо ректификацией с использованием насадочной колонки, эквивалентной трем теоретическим тарелкам. В процессе дистилляции выделяют фракцию концентрата головных примесей с температурой перегонки от начала кипения смеси до 78,1°С (предгон), и в качестве целевого продукта — очищенный спиртосодержащий дистиллят с температурой перегонки от 78,1°С до 85°С при атмосферном давлении и взвешивают.

В целевом продукте методом газовой хроматографии при помощи хроматографа «Хроматэк-Кристалл 5000.1» определяют содержание примесей — сложных эфиров и ацетальдегида в пересчете на 100% спирт.

Рассчитывают выход очищенного спиртосодержащего дистиллята из сырья как отношение количества фактически полученного очищенного спиртосодержащего дистиллята с температурой перегонки от 78,1°С до 85°С к количеству исходной спиртосодержащей фракции, подвергнутой очистке, выраженное в процентах:

Восфдисх*100%, где

Восф — выход очищенного спиртосодержащего дистиллята,

Мд — масса очищенного спиртосодержащего дистиллята, г,

Мисх — масса исходной спиртосодержащей фракции, г,

Изменение содержания сложных эфиров в результате очистки:

Δисэ1=(У2-У1)/У1, * 100%, где

Δисэ1 — изменение содержания сложных эфиров, %,

У1 — содержание сложных эфиров в исходном сырье, мг/дм3,

У2 — содержание сложных эфиров в очищенном спиртосодержащем дистилляте, мг/дм3.

Изменение содержания ацетальдегида в результате очистки:

Δиса2=(А2-A1)/A1 * 100%, где

Δиса2 — изменение содержания ацетальдегида, %,

А1 — содержание ацетальдегида в исходном сырье, мг/дм3,

А2 — содержание ацетальдегида в очищенном спиртосодержащем дистилляте, мг/дм3.

Степень очистки от карбонильных примесей в результате очистки:

S=((А11)-(У22))/(А11) * 100%, где

S — степень очистки от карбонильных примесей, %.

При обработке щелочным реагентом при значениях рН менее 11 не достигается заявленный технический результат по степени очистки от карбонильных соединений. Недостаточное выдерживание смеси после обработки щелочным реагентом (устойчивый желто-коричневый (коричневый) цвет не достигнут) не позволяет получить очищенный спиртосодержащий дистиллят с высокой степенью очистки от карбонильных соединений. Нейтрализация смеси за счет добавления рН-понижающего реагента перед дистилляцией до значения рН не более 5,1, позволяет получать целевой продукт с высокой степенью очистки от карбонильных соединений, а также увеличивает его выход. При перегонке смеси со значением рН более 5,1 ухудшаются органолептические свойства целевого продукта, а также снижается его выход. Нижний предел рН не лимитуется, но находится преимущественно в диапазоне 2,2-3,2 единиц, ограничиваясь практическими соображениями, связанными с коррозионной стойкостью оборудования, а также с началом химических превращений этанола с образованием побочных продуктов, например, диэтилового эфира.

Пример 1.

В бесцветный образец массой 500 г головной фракции производства пищевого этилового спирта с содержанием этанола 92,6% об., ацетальдегида 923 мг/л и сложных эфиров 7040 мг/л, плотностью 812 г/л (ГОСТ Р 55983-2014) при температуре 25°С добавляют 0,3 г гидроксида натрия, перемешивая до полного растворения и получая значение рН смеси равным 10,7. Значение рН фиксируется с помощью рН-метра с термокомпенсацией с ценой деления, равной 0,1 единицы.

После этого реакционную смесь выдерживают до приобретения смеси стабильного светло-коричневого цвета (25°С, 24 часа). Изменение цвета смеси свидетельствует о появлении продуктов процесса альдольной конденсации ацетальдегида, значение рН смеси 10,5.

Полученную реакционную смесь помещают в колбу и проводят простую перегонку, отбирают фракцию концентрата головных примесей с температурой перегонки от начала кипения смеси до 78,1°С (предгон), а в качестве целевого продукта — очищенный спиртосодержащий дистиллят с температурой перегонки от 78,1°С до 85°С при атмосферном давлении, который взвешивают на весах (401 г). Очищенный спиртосодержащий дистиллят представляет собой желтоватую жидкость со жгучим, острым запахом.

Выход очищенного спиртосодержащего дистиллята 80,2%.

Методом газовой хроматографии на хроматографе «Хроматэк-Кристалл 5000.1» определяют содержание примесей — сложных эфиров и ацетальдегида в полученном дистилляте в пересчете на 100% спирт.

Содержание сложных эфиров в дистилляте 4717 мг/дм3.

Уменьшение содержания сложных эфиров 33,0%.

Содержание ацетальдегида в дистилляте 277 мг/дм3.

Уменьшение содержания ацетальдегида 70,0%.

Степень очистки от карбонильных примесей 37,3%.

Пример 2.

Пример 2 осуществляют в условиях примера 1, однако при температуре 70°С добавляют 46% водный раствор гидроксида натрия, получая значение рН смеси 13,1 (4 г). После этого реакционную смесь выдерживают до устойчивого светло-коричневого цвета (70°С, 6 часов), рН смеси 13,0. После добавляют 57% водный раствор азотной кислоты с достижением значения рН смеси 6,2 (4,9 г). Полученную нейтрализованную реакционную смесь помещают в колбу и проводят простую перегонку. Очищенный спиртосодержащий дистиллят представляет собой бесцветную жидкость с умеренной остротой в запахе.

Выход очищенного спиртосодержащего дистиллята 81,2%.

Содержание сложных эфиров в дистилляте 2254 мг/дм3.

Уменьшение содержания сложных эфиров 68,0%.

Содержание ацетальдегида в дистилляте 184 мг/дм3.

Уменьшение содержания ацетальдегида 80,1%.

Степень очистки от карбонильных примесей 69,4%.

Пример 3.

Пример 3 осуществляют в условиях примера 2, однако при температуре 60°С добавляют 0,9 г 46% раствора гидроксида натрия с получением значения рН смеси 11,0. После этого реакционную смесь выдерживают до устойчивого желто-коричневого цвета (60°С, 8 часов), рН смеси 11,0. Добавляют 20% водный раствор серной кислоты (3,5 г), получая рН смеси 2,2. Полученную нейтрализованную реакционную смесь помещают в колбу и проводят простую перегонку. Очищенный спиртосодержащий дистиллят представляет собой бесцветную жидкость с умеренным запахом.

Выход очищенного спиртосодержащего дистиллята 82,6%.

Содержание сложных эфиров в дистилляте 1238 мг/дм3.

Уменьшение содержания сложных эфиров 82,4%.

Содержание ацетальдегида в дистилляте 154 мг/дм3.

Уменьшение содержания ацетальдегида 83,3%.

Степень очистки от карбонильных примесей 82,5%.

Пример 4.

Пример 4 осуществляют в условиях примера 3, однако используют головную фракцию производства пищевого этилового спирта с содержанием этилового спирта 92,4% об., ацетальдегида — 2716 мг/л и сложных эфиров — 5250 мг/л, плотностью 817 г/л (ГОСТ Р 55983-2014), и при температуре 70°С добавляют 10,4 г раствора гидроксида калия, получая рН смеси 13,2. Смесь выдерживают до устойчивого коричневого цвета (70°С, 6 часов), рН 13,0. Для снижения значения рН добавляют 5,5 г 36,5% соляной кислоты, достигая значения рН 3,1. Полученную нейтрализованную реакционную смесь помещают в колбу и проводят процесс ректификации с использованием насадочной колонки, эквивалентной трем теоретическим тарелкам. Очищенный спиртосодержащий дистиллят представляет собой бесцветную жидкость со спиртовым запахом.

Выход очищенного спиртосодержащего дистиллята 84,0%.

Содержание сложных эфиров в дистилляте 489 мг/дм3.

Уменьшение содержания сложных эфиров 90,7%.

Содержание ацетальдегида в дистилляте 242 мг/дм3.

Уменьшение содержания ацетальдегида 91,1%.

Степень очистки от карбонильных примесей 90,8%.

Пример 5.

Пример 5 осуществляют в условиях примера 4, однако используют головную фракцию производства пищевого этилового спирта с содержанием этилового спирта 93,4% об., ацетальдегида — 409 мг/л и сложных эфиров — 7605 мг/л, плотностью 814 г/л (ГОСТ Р 55983-2014), и при температуре 25°С добавляют смесь 1,0 г гранул гидрооксида натрия и 1,2 г гидрооксида калия, перемешивая до полного растворения и получая значение рН смеси 13,2, смесь выдерживают до устойчивого желто-коричневого цвета (25°С, 24 часа), рН смеси 13,1. Для снижения значения рН смеси добавляют 7,0 г 40% раствора хлорида железа (III), получая значение рН 5,1. Полученную нейтрализованную реакционную смесь помещают в колбу и проводят процесс ректификации с использованием насадочной колонки, эквивалентной трем теоретическим тарелкам. Очищенный спиртосодержащий дистиллят представляет собой бесцветную жидкость с умеренным запахом.

Выход очищенного спиртосодержащего дистиллята 82,8%.

Содержание сложных эфиров в дистилляте 1269 мг/дм3.

Уменьшение содержания сложных эфиров 83,3%.

Содержание ацетальдегида в дистилляте 144 мг/дм3.

Уменьшение содержания ацетальдегида 64,8%.

Степень очистки от карбонильных примесей 82,4%.

Таким образом, заявлен эффективный универсальный способ очистки от карбонильных соединений головной (эфиро-альдегидной) фракции этилового спирта, независимо от ее состава и технологии получения с выходом целевого (очищенного спиртосодержащего) дистиллята не менее 82% от количества перерабатываемой фракции, со степенью очистки от карбонильных соединений не менее 82%, не требующего сложных технологических операций для достижения заявленного результата и расширяющего арсенал известных способов указанного назначения.

СПОСОБ ОЧИСТКИ ФРАКЦИИ головной

ЭТИЛОВОГО СПИРТА Фракция головная этилового спирта

Фракция головная этилового спирта

* — значение рН при 20°С

1. Способ очистки фракции головной этилового спирта, включающий обработку щелочным реагентом и дистилляцию с выделением целевого продукта, отличающийся тем, что обработку щелочным реагентом ведут до значения рН реакционной смеси не менее 11,0 выдерживают смесь до устойчивого коричневого цвета и перед дистилляцией нейтрализуют смесь рН-понижающим реагентом до значения рН не более 5,1.

2. Способ очистки фракции головной этилового спирта по п. 1, отличающийся тем, что в качестве щелочного реагента используют гидроксид натрия, гидроксид калия или их смеси.

3. Способ очистки фракции головной этилового спирта по п. 1 или 2, отличающийся тем, что щелочной реагент используют в виде гранул или водных растворов.

4. Способ очистки фракции головной этилового спирта по п. 1, отличающийся тем, что в качестве рН-понижающего реагента используют сильные минеральные кислоты (ортофосфорную, азотную, соляную, серную).

5. Способ очистки фракции головной этилового спирта по п. 1, отличающийся тем, что в качестве рН-понижающего реагента используют кислые соли.

6. Способ очистки фракции головной этилового спирта по пп. 4, 5, отличающийся тем, что рН-понижающий реагент используют в виде концентрированных или разбавленных растворов.

Источник: findpatent.ru

Понятие «Этиловый спирт»

Этиловый спирт (С2Н5ОН)  этанол, винный спирт, метилкарбинол, спирт пищевой — бесцветная, легковоспламеняющаяся жидкость со жгучим вкусом и характерным запахом, смешивается в любых отношениях с водой, спиртами, эфиром, глицерином и другими растворителями. Температура кипения tкип = 78,3°С.

формула-спирта.jpg

Пищевой этиловый спирт

Вырабатывается из различных видов зерна, картофеля, сахарной свеклы, сахара-сырца, мелассы и другого сахаро- и крахмалосодержащего пищевого сырья (за исключением плодово-ягодного) и получаемый путем брагоректификации спиртовой бражки или ректификации этилового спирта-сырца, а также вырабатываемый из головной фракции этилового спирта, полученной при выработке спирта из пищевого сырья.

В исходном крахмалосодержащем сырье проводят ферментативный гидролиз крахмала (сложного углевода) до сбраживаемых дрожжами простых сахаров — процесс осахаривания, иными словами, в начале делается затор. Затем сбраживается, получается бражка, которая в дальнейшем перегоняется на спирт-сырец и очищается от возможных примесей.

Во время спиртового брожения в процессе жизнедеятельности дрожжей накапливаются различные примеси, придающие спирту неприятный резкий вкус и запах. Все они являются токсичными для организма человека.

По степени летучести по отношению к этиловому спирту примеси разделяют на:

  1. головные — более летучие, чем этиловый спирт: уксусный альдегид, муравьино-этиловый эфир, уксусно-метиловый эфир, уксусно-этиловый эфир и др.
  2. хвостовые — менее летучие компоненты, чем этиловый спирт: высшие спирты (пропиловый, изопропиловый, амиловый, изоамиловый и др.). Часть хвостовых примесей нерастворимы в H2O => их называют сивушное масло.
  3. промежуточные — примеси, которые в зависимости от содержания спирта в смеси могут быть как головными, так и хвостовыми. К ним относятся: изомасляноэтиловый, изовалерьяноэтиловый эфиры.

Освобождение спирта-сырца от примесей, ухудшающих органолептику, называется всем известным процессом ректификации. Все мы ее делаем в домашних условиях.

Спирт-ректификат по ГОСТ

Для более точного понимания «Что представляет из себя спирт по ГОСТ?» рассмотрим ГОСТ 5962-2013 «Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия».

Данный межгосударственный стандарт действует в настоящее время на территории Российской Федерации, а также в следующих странах: Азербайджане, Армении, Казахстане, Киргизии, Молдове, Таджикистане и Узбекистане.

По данному стандарту органолептические показатели этилового ректификованного спирта из пищевого сырья должны соответствовать характеристикам, указанным в таблице 1.

Таблица 1

Наименование показателя

Характеристика

Внешний вид

Прозрачная жидкость без посторонних частиц

Цвет

Бесцветная жидкость

Вкус и запах

Характерные для этилового ректификованного спирта конкретного наименования, выработанного из соответствующего сырья, без привкуса и запаха посторонних веществ

Органолептику все могут оценить и тут особых вопросов не возникает. Соответствует — отлично. Нет значит нет.

А вот с физико-химическими параметрами будет посложнее. Давайте внимательно посмотрим на показатели и соответствующие им нормативные значения.

Таблица 2

Наименование
показателя

Норма для спирта

первого сорта

высшей очистки

«Базис»

«Экстра»

«Люкс»

«Альфа»

Объемная доля спирта этилового, %, не менее

96,0

96,2

96,0

96,3

96,3

96,3

Проба на чистоту с серной кислотой

Выдерживает

Проба на окисляемость, мин, при 20 °C, не менее

10

15

20

20

22

20

Массовая концентрация уксусного альдегида в пересчете на безводный спирт, мг/дм, не более

10

4

5

2

2

2

Массовая концентрация сивушного масла (1-пропанол, 2-пропанол, изобутиловый спирт, 1-бутанол и изоамиловый спирт) в пересчете на безводный спирт, мг/дм3, не более

35

6

5

5

5

5

Массовая концентрация сложных эфиров (метилацетат, этилацетат) в пересчете на безводный спирт, мг/дм3, не более

30

13

13

10

5

10

Объемная доля метилового спирта в пересчете на безводный спирт, %, не более

0,05

0,03

0,05

0,02

0,02

0,003

Массовая концентрация свободных кислот (без CO2) в пересчете на безводный спирт, мг/дм3, не более

20

15

15

12

8

12

Массовая концентрация сухого остатка в пересчете на безводный спирт, мг/дм3, не более

Не норми-
руется

Не норми-
руется

15

Не норми-
руется

Не норми-
руется

Не норми-
руется

Массовая концентрация летучих азотистых оснований, в пересчете на азот, в 1 дм3, безводного спирта, мг, не более

Не норми-
руется

Не норми-
руется

1,0

Не норми-
руется

Не норми-
руется

Не норми-
руется

Примечание — Допускается производить этиловые ректификованные спирты из пищевого сырья других сортов в соответствии с нормативными документами, действующими на территории государств, принявших стандарт.

В таблице представлена общепринятая градация по степени очистки — от самой низкой до самой высокой:

  • Первый сорт (для производства алкогольных напитков не используется);
  • Высшей очистки;
  • Базис;
  • Экстра;
  • Люкс;
  • Альфа.

Наглядно показано, что основным критерием для степени очистки спирта является количественное содержание примесей.

В домашних условиях к сожалению, нельзя определить удалили Вы ту или иную примесь из этилового спирта. Ориентируясь на температуру кипения смеси, Вы лишь ориентировочно можете это предположить, а уж измерить дома количество каждой примеси в готовом продукте не сможете. Уже исходя из этого факта, наш домашний спирт не будет относиться к спирту, приготовленному и отвечающему всем параметрам ГОСТ.

Конечно есть вариант — сдавать каждый раз полученный продукт на анализы в специальную лабораторию и добиваться значений, установленных в регламенте, но согласитесь, это нецелесообразно ни с логической стороны, ни с финансовой.

Теперь обратим внимание на еще один важный момент таблицы физико-химических показателей — содержание этилового спирта. Вы должны были заметить, что при одной и той же крепости спиртов «Экстра», «Люкс» и «Альфа» количество примесей варьируется, следовательно, и чистота данных спиртов отличается.

ареометры.jpg

Как рассуждают многие: «Получил 96,6% спирт. Он же крепче, чем к примеру 93% спирт, значит и степень очистки выше». По спиртуозности очевидно, что 96,6% больше 93%, а вот со степенью очистки не все так просто. Кто знает сколько голов или хвостов было запущено в конечный 96,6% продукт. Даже спирт «Альфа», заявленный по ГОСТ, как наиболее чистый, по крепости ниже 96,6. Поэтому процентное содержание спирта в готовой смеси еще не говорит о его качестве.

Небольшое отступление, относящееся к терминологии ректификованного спирта. Многие самогонщики, делая спирт в домашних условиях на ректификационной колонне, получают значение по ареометру 94, 95, 96% и называют конечный продукт «недоректификатом». Термина «недоректификат» не существует в технологии производства крепких алкогольных напитков. Вы получаете именно ректификованный спирт разной крепости.

На 95% спирт также есть ГОСТ и назвать его «недоректификатом» — это просто безграмотно. Давайте называть вещи своими именами.

Раз мы рассмотрели ГОСТ на ректификованный спирт, значит и нормативные показатели дистиллятов нельзя обойти стороной.

Зерновой дистиллят по ГОСТ

зерновой дистиллят.jpg

В настоящее время на территории РФ действует ГОСТ Р 55799-2013 «Дистиллят зерновой. Технические условия».

В таблице 3 представлены органолептические показатели для зерновых дистиллятов.

Таблица 3

Наименование показателя

Характеристика

Внешний вид

Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений

Цвет

Бесцветная жидкость или от светло-золотистого до янтарного

Аромат и вкус

Характерные для дистиллята, выработанного из соответствующего зернового сырья, без постороннего привкуса и запаха

По физико-химическим свойствам зерновые дистилляты должны соответствовать значениям, указанным в таблице 4.

Таблица 4

Наименование показателя

Значение показателя

Объемная доля этилового спирта, %, не более

94,8

Объемная доля метилового спирта, %, не более

0,05

Массовая концентрация сивушного масла в пересчете на безводный спирт, мг/дм3

500-6000

Массовая концентрация альдегидов в пересчете на безводный спирт, мг/дм3

10,0-350,0

Массовая концентрация сложных эфиров в пересчете на безводный спирт, мг/дм3

50-1500

Массовая концентрация фурфурола, мг/дм3 безводного спирта, не более

30,0

Массовая концентрация железа мг/дм3, не более

1,0

В таблице физико-химических свойств наглядно показано, что в зерновых дистиллятах концентрации примесей гораздо больше, чем в ректификованном спирте. Но это не означает, что дистилляты являются более токсичными для организма человека. Примеси в данном случае играют положительную роль в формировании вкуса и аромата конечного продукта и отнюдь не являются отрицательным пороком.

Подводя итоги можно однозначно сказать, что ГОСТ на спирт- это регламент, устанавливающий нормативное количество тех или иных примесей. Получить спирт по ГОСТ в домашних условиях крайне сложно, даже если крепость готовой смеси у Вас получилась 96,6%. Процентное содержание спирта в конечном продукте еще не говорит о его качестве.

Источник: www.doctorguber.ru

 

Изобретение относится к спиртовой промышленности, конкретно к способу очистки спиртосодержащей смеси, такой как головная (эфиро-альдегидная) фракция этилового спирта, получаемой как побочный продукт при производстве товарного пищевого этанола.

Проблематика очистки спиртосодержащих смесей от сопутствующих примесей с минимальными потерями спирта актуальна для всех спиртовых заводов и предприятий, производящих пищевой этанол.

Побочные спиртосодержащие фракции (смеси), получаемые при производстве товарного этанола, как правило, содержат большую номенклатуру трудноотделимых в процессах ректификации сопутствующих примесей, представленную большей частью летучими карбонильными соединениями (альдегиды, сложные эфиры), метанолом и высшими спиртами. Образование сложных азеотропных смесей ограничивает возможности процесса ректификации для разделения подобных смесей, что приводит к необходимости отгона значительных количеств этанола для очистки сырья от подобных примесей и обуславливает потерю значительных количеств товарного спирта в составе побочных фракций. Соответственно удаление летучих карбонильных соединений из побочных спиртсодержащих смесей, содержащих порой 90% и выше этанола, позволит с помощью процесса ректификации выделить из них значительное количество товарного спирта, минимизировав его потери.

Предложен способ переработки фракции головной этилового спирта и концентрата головной фракции, а также отходов спиртового производства, путем их прямой перегонки в присутствии щелочных реагентов, в качестве которых используют гидраты окисей, карбонаты и бикарбонаты натрия и калия, окиси кальция, аммиачную воду в количестве 0,01-3,0% масс. Кубовый остаток, полученный в процессе перегонки, используют в качестве добавки в топочный мазут (патент РФ №2183616, опубл. 20.06.2002; патент РФ №2272018, опубл. 20.03.2006).

Известен способ выделения алифатических спиртов путем ректификации эфиро-альдегидной фракции производства этанола в присутствии щелочных реагентов, в качестве которых используют гидраты окиси натрия, соду, окись кальция в количестве 0,1-1,0% масс, (патент РФ №2109722, опубл. 27.04.1998).

Известен способ переработки головных фракций спиртового производства методом ректификации, в том числе в присутствии таких реагентов, как мочевина, либо гидроксид, карбонат, борат, ацетат или оксид натрия, калия, кальция, алюминия или аммония, а также адсорбентов, таких как силикагель, анионит, цеолит (заявка на патент РФ №2001123598, опубл. 20.07.2003).

Известен способ переработки эфиро-альдегидной фракции производства этилового спирта путем ее разгонки в присутствии щелочного агента — гидратов окисей, карбонатов и бикарбонатов калия и натрия, окисей кальция, аммиака при концентрации щелочного агента 0,01-0,099 мас. %. Полученная смесь рекомендована для замены этилового спирта в рецептурах бытовой химии и смесевых растворителей (патент РФ №2158727, опубл. 10.11.2000).

Недостатками известных способов очистки фракции головной этилового спирта является невысокая эффективность их очистки от летучих карбонильных соединений, обусловленная присутствием в сырье значительного количества спиртов, стабилизирующих карбонильные соединения и препятствующих протеканию даже в сильно щелочной среде процессов альдольной конденсации и/или гидролиза эфиров в короткий промежуток времени, в течении которого происходит процесс переработки методом перегонки или ректификации. К тому же дистиллят, полученный после перегонки сырья в сильнощелочной среде в присутствии вышеперечисленных щелочных реагентов, порой обладает желтоватым оттенком и/или неприятными органолептическими характеристиками, и может быть использован только в технических целях.

Задачей заявленного технического решения является создание эффективного универсального способа очистки от карбонильных соединений таких спиртосодержащих смесей как головная (эфиро-альдегидная) фракция этилового спирта, независимо от ее состава и технологии получения с выходом целевого (очищенного спиртосодержащего) дистиллята не менее 82% от количества перерабатываемой фракции, со степенью очистки от карбонильных соединений не менее 82%, не требующего сложных технологических операций для достижения заявленного результата и расширяющего арсенал известных способов указанного назначения. Под универсальностью способа понимается возможность очистки любой головной (эфиро-альдегидной) фракции этилового спирта, независимо от ее состава (в том числе с высоким содержанием карбонильных примесей) и технологии получения.

Техническим результатом изобретения является новый способ очистки спиртосодержащих фракций производства этилового спирта от летучих карбонильных соединений (альдегидов и сложных эфиров) с эффективностью не менее 82% за счет обеспечения полноты протекания химических реакций с их участием.

Задача решается, и технический результат достигается заявляемым способом очистки фракции головной этилового спирта, включающим ее обработку щелочным реагентом и дистилляцию с выделением целевого продукта, при котором обработку щелочным реагентом ведут до значения рН реакционной смеси не менее 11,0, выдерживают полученную реакционную смесь до устойчивой желто-коричневой или коричневой окраски, понижают рН смеси до значения не более 5,1 и выделяют целевой продукт — очищенную спиртосодержащую фракцию — в процессе дистилляции.

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве исходной спиртосодержащей фракции может быть использована головная фракция производства пищевого этилового спирта, независимо от ее состава и технологии получения. Содержание этанола в фракции головной этилового спирта 88-95% об.

В бесцветный (или с желтоватым, или зеленоватым оттенком) исследуемый образец фракции головной этилового спирта добавляют щелочной реагент до достижения рН реакционной смеси не менее 11,0 и выдерживают полученную смесь до окончания изменения цвета раствора (желто-коричневого или коричневого). В качестве щелочного реагента используют гидроксид натрия или гидроксид калия в виде гранул или водных растворов.

Изменение цвета смеси обуславливается протеканием процесса альдольной конденсации альдегидов с образованием темных смолоподобных продуктов. Прекращение изменения цвета реакционной смеси свидетельствует о завершении протекания процесса альдольной конденсации нестабилизированных спиртами альдегидов.

Далее в реакционную смесь добавляют рН-понижающий реагент до получения стабильного значения рН не более 5,1. В качестве рН-понижающего реагента используют либо сильные минеральные кислоты (ортофосфорную, азотную, соляную, серную) либо кислые соли, подвергающиеся гидролизу с выделением сильных кислот.

Для выделения целевого продукта полученную нейтрализованную реакционную смесь направляют на дистилляцию. Дистилляцию осуществляют либо методом простой перегонки, либо ректификацией с использованием насадочной колонки, эквивалентной трем теоретическим тарелкам. В процессе дистилляции выделяют фракцию концентрата головных примесей с температурой перегонки от начала кипения смеси до 78,1°С (предгон), и в качестве целевого продукта — очищенный спиртосодержащий дистиллят с температурой перегонки от 78,1°С до 85°С при атмосферном давлении и взвешивают.

В целевом продукте методом газовой хроматографии при помощи хроматографа «Хроматэк-Кристалл 5000.1» определяют содержание примесей — сложных эфиров и ацетальдегида в пересчете на 100% спирт.

Рассчитывают выход очищенного спиртосодержащего дистиллята из сырья как отношение количества фактически полученного очищенного спиртосодержащего дистиллята с температурой перегонки от 78,1°С до 85°С к количеству исходной спиртосодержащей фракции, подвергнутой очистке, выраженное в процентах:

Восфдисх*100%, где

Восф — выход очищенного спиртосодержащего дистиллята,

Мд — масса очищенного спиртосодержащего дистиллята, г,

Мисх — масса исходной спиртосодержащей фракции, г,

Изменение содержания сложных эфиров в результате очистки:

Δисэ1=(У2-У1)/У1, * 100%, где

Δисэ1 — изменение содержания сложных эфиров, %,

У1 — содержание сложных эфиров в исходном сырье, мг/дм3,

У2 — содержание сложных эфиров в очищенном спиртосодержащем дистилляте, мг/дм3.

Изменение содержания ацетальдегида в результате очистки:

Δиса2=(А2-A1)/A1 * 100%, где

Δиса2 — изменение содержания ацетальдегида, %,

А1 — содержание ацетальдегида в исходном сырье, мг/дм3,

А2 — содержание ацетальдегида в очищенном спиртосодержащем дистилляте, мг/дм3.

Степень очистки от карбонильных примесей в результате очистки:

S=((А11)-(У22))/(А11) * 100%, где

S — степень очистки от карбонильных примесей, %.

При обработке щелочным реагентом при значениях рН менее 11 не достигается заявленный технический результат по степени очистки от карбонильных соединений. Недостаточное выдерживание смеси после обработки щелочным реагентом (устойчивый желто-коричневый (коричневый) цвет не достигнут) не позволяет получить очищенный спиртосодержащий дистиллят с высокой степенью очистки от карбонильных соединений. Нейтрализация смеси за счет добавления рН-понижающего реагента перед дистилляцией до значения рН не более 5,1, позволяет получать целевой продукт с высокой степенью очистки от карбонильных соединений, а также увеличивает его выход. При перегонке смеси со значением рН более 5,1 ухудшаются органолептические свойства целевого продукта, а также снижается его выход. Нижний предел рН не лимитуется, но находится преимущественно в диапазоне 2,2-3,2 единиц, ограничиваясь практическими соображениями, связанными с коррозионной стойкостью оборудования, а также с началом химических превращений этанола с образованием побочных продуктов, например, диэтилового эфира.

Пример 1.

В бесцветный образец массой 500 г головной фракции производства пищевого этилового спирта с содержанием этанола 92,6% об., ацетальдегида 923 мг/л и сложных эфиров 7040 мг/л, плотностью 812 г/л (ГОСТ Р 55983-2014) при температуре 25°С добавляют 0,3 г гидроксида натрия, перемешивая до полного растворения и получая значение рН смеси равным 10,7. Значение рН фиксируется с помощью рН-метра с термокомпенсацией с ценой деления, равной 0,1 единицы.

После этого реакционную смесь выдерживают до приобретения смеси стабильного светло-коричневого цвета (25°С, 24 часа). Изменение цвета смеси свидетельствует о появлении продуктов процесса альдольной конденсации ацетальдегида, значение рН смеси 10,5.

Полученную реакционную смесь помещают в колбу и проводят простую перегонку, отбирают фракцию концентрата головных примесей с температурой перегонки от начала кипения смеси до 78,1°С (предгон), а в качестве целевого продукта — очищенный спиртосодержащий дистиллят с температурой перегонки от 78,1°С до 85°С при атмосферном давлении, который взвешивают на весах (401 г). Очищенный спиртосодержащий дистиллят представляет собой желтоватую жидкость со жгучим, острым запахом.

Выход очищенного спиртосодержащего дистиллята 80,2%.

Методом газовой хроматографии на хроматографе «Хроматэк-Кристалл 5000.1» определяют содержание примесей — сложных эфиров и ацетальдегида в полученном дистилляте в пересчете на 100% спирт.

Содержание сложных эфиров в дистилляте 4717 мг/дм3.

Уменьшение содержания сложных эфиров 33,0%.

Содержание ацетальдегида в дистилляте 277 мг/дм3.

Уменьшение содержания ацетальдегида 70,0%.

Степень очистки от карбонильных примесей 37,3%.

Пример 2.

Пример 2 осуществляют в условиях примера 1, однако при температуре 70°С добавляют 46% водный раствор гидроксида натрия, получая значение рН смеси 13,1 (4 г). После этого реакционную смесь выдерживают до устойчивого светло-коричневого цвета (70°С, 6 часов), рН смеси 13,0. После добавляют 57% водный раствор азотной кислоты с достижением значения рН смеси 6,2 (4,9 г). Полученную нейтрализованную реакционную смесь помещают в колбу и проводят простую перегонку. Очищенный спиртосодержащий дистиллят представляет собой бесцветную жидкость с умеренной остротой в запахе.

Выход очищенного спиртосодержащего дистиллята 81,2%.

Содержание сложных эфиров в дистилляте 2254 мг/дм3.

Уменьшение содержания сложных эфиров 68,0%.

Содержание ацетальдегида в дистилляте 184 мг/дм3.

Уменьшение содержания ацетальдегида 80,1%.

Степень очистки от карбонильных примесей 69,4%.

Пример 3.

Пример 3 осуществляют в условиях примера 2, однако при температуре 60°С добавляют 0,9 г 46% раствора гидроксида натрия с получением значения рН смеси 11,0. После этого реакционную смесь выдерживают до устойчивого желто-коричневого цвета (60°С, 8 часов), рН смеси 11,0. Добавляют 20% водный раствор серной кислоты (3,5 г), получая рН смеси 2,2. Полученную нейтрализованную реакционную смесь помещают в колбу и проводят простую перегонку. Очищенный спиртосодержащий дистиллят представляет собой бесцветную жидкость с умеренным запахом.

Выход очищенного спиртосодержащего дистиллята 82,6%.

Содержание сложных эфиров в дистилляте 1238 мг/дм3.

Уменьшение содержания сложных эфиров 82,4%.

Содержание ацетальдегида в дистилляте 154 мг/дм3.

Уменьшение содержания ацетальдегида 83,3%.

Степень очистки от карбонильных примесей 82,5%.

Пример 4.

Пример 4 осуществляют в условиях примера 3, однако используют головную фракцию производства пищевого этилового спирта с содержанием этилового спирта 92,4% об., ацетальдегида — 2716 мг/л и сложных эфиров — 5250 мг/л, плотностью 817 г/л (ГОСТ Р 55983-2014), и при температуре 70°С добавляют 10,4 г раствора гидроксида калия, получая рН смеси 13,2. Смесь выдерживают до устойчивого коричневого цвета (70°С, 6 часов), рН 13,0. Для снижения значения рН добавляют 5,5 г 36,5% соляной кислоты, достигая значения рН 3,1. Полученную нейтрализованную реакционную смесь помещают в колбу и проводят процесс ректификации с использованием насадочной колонки, эквивалентной трем теоретическим тарелкам. Очищенный спиртосодержащий дистиллят представляет собой бесцветную жидкость со спиртовым запахом.

Выход очищенного спиртосодержащего дистиллята 84,0%.

Содержание сложных эфиров в дистилляте 489 мг/дм3.

Уменьшение содержания сложных эфиров 90,7%.

Содержание ацетальдегида в дистилляте 242 мг/дм3.

Уменьшение содержания ацетальдегида 91,1%.

Степень очистки от карбонильных примесей 90,8%.

Пример 5.

Пример 5 осуществляют в условиях примера 4, однако используют головную фракцию производства пищевого этилового спирта с содержанием этилового спирта 93,4% об., ацетальдегида — 409 мг/л и сложных эфиров — 7605 мг/л, плотностью 814 г/л (ГОСТ Р 55983-2014), и при температуре 25°С добавляют смесь 1,0 г гранул гидрооксида натрия и 1,2 г гидрооксида калия, перемешивая до полного растворения и получая значение рН смеси 13,2, смесь выдерживают до устойчивого желто-коричневого цвета (25°С, 24 часа), рН смеси 13,1. Для снижения значения рН смеси добавляют 7,0 г 40% раствора хлорида железа (III), получая значение рН 5,1. Полученную нейтрализованную реакционную смесь помещают в колбу и проводят процесс ректификации с использованием насадочной колонки, эквивалентной трем теоретическим тарелкам. Очищенный спиртосодержащий дистиллят представляет собой бесцветную жидкость с умеренным запахом.

Выход очищенного спиртосодержащего дистиллята 82,8%.

Содержание сложных эфиров в дистилляте 1269 мг/дм3.

Уменьшение содержания сложных эфиров 83,3%.

Содержание ацетальдегида в дистилляте 144 мг/дм3.

Уменьшение содержания ацетальдегида 64,8%.

Степень очистки от карбонильных примесей 82,4%.

Таким образом, заявлен эффективный универсальный способ очистки от карбонильных соединений головной (эфиро-альдегидной) фракции этилового спирта, независимо от ее состава и технологии получения с выходом целевого (очищенного спиртосодержащего) дистиллята не менее 82% от количества перерабатываемой фракции, со степенью очистки от карбонильных соединений не менее 82%, не требующего сложных технологических операций для достижения заявленного результата и расширяющего арсенал известных способов указанного назначения.

СПОСОБ ОЧИСТКИ ФРАКЦИИ головной

ЭТИЛОВОГО СПИРТА Фракция головная этилового спирта

Фракция головная этилового спирта

* — значение рН при 20°С

1. Способ очистки фракции головной этилового спирта, включающий обработку щелочным реагентом и дистилляцию с выделением целевого продукта, отличающийся тем, что обработку щелочным реагентом ведут до значения рН реакционной смеси не менее 11,0 выдерживают смесь до устойчивого коричневого цвета и перед дистилляцией нейтрализуют смесь рН-понижающим реагентом до значения рН не более 5,1.

2. Способ очистки фракции головной этилового спирта по п. 1, отличающийся тем, что в качестве щелочного реагента используют гидроксид натрия, гидроксид калия или их смеси.

3. Способ очистки фракции головной этилового спирта по п. 1 или 2, отличающийся тем, что щелочной реагент используют в виде гранул или водных растворов.

4. Способ очистки фракции головной этилового спирта по п. 1, отличающийся тем, что в качестве рН-понижающего реагента используют сильные минеральные кислоты (ортофосфорную, азотную, соляную, серную).

5. Способ очистки фракции головной этилового спирта по п. 1, отличающийся тем, что в качестве рН-понижающего реагента используют кислые соли.

6. Способ очистки фракции головной этилового спирта по пп. 4, 5, отличающийся тем, что рН-понижающий реагент используют в виде концентрированных или разбавленных растворов.

Источник: findpatent.ru


Categories: Алкоголь

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *