Выход сивушного масла на зерно - картофельных заводах обычно составляет 0,3 .0,45 % от количества спирта, на мелассных заводах — 0,25. .0,35 %. Пониженный выход сивушного масла на мелассных спиртозаводах объясняется повышенным содержанием доли пропилового спирта, который в значительном количестве переходит в подсивушную воду и возвращается в цикл ректификации, где постепенно накапливается и выходит с ректификованным спиртом или теряется. Для мелассных спиртозаводов целесообразно пересмотреть стандарт на сивушное масло, увеличив предел перегонки, что позволит уменьшить потери спирта при водной экстракции и повысить качество ректификованного спирта.
Состав сивушного масла, полученного, из разных пищевых продуктов при ректификации спирта-сырца приведён в таблице 1.
Таблица 1 – Состав сивушного масла в зависимости от сырья
| Сырьё Компоненты, % | Зерно | Картофель | Патока |
| Изоамиловый спирт | 31,0 | 60,5 | 25,1 |
| Изобутиловый спирт | 10,9 | 18,1 | 12,5 |
| н-пропиловый спирт | 11,2 | 10,0 | 10,7 |
| н-бутиловый спирт | 0,018 | 0,3 | следы |
| Изопропиловый спирт | следы | нет | нет |
| Метиловый спирт | 0,013 | нет | следы |
| Гексиловый спирт | 0,32 | 0,66 | 0,27 |
| Диэтиловый эфир | следы | 0,00035 | 0,00002 |
| Ацетальдегид | 0,00028 | 0,00004 | 0,00035 |
| Метилацетат | 0,0005 | 0,0005 | 0,000075 |
| Ацетон | 0,0004 | 0,00015 | следы |
| Этилацетат | 0,0001 | следы | 0,000075 |
| Метилпропионат | 0,00075 | 0,001 | 0,0004 |
| Диацетил | 0,019 | нет | 0,029 |
| ырьёКомпоненты, % | Зерно | Картофель | Патока |
| Уксусная кислота | нет | 0,269 | 0,2 |
| Пропионовая кис-та | 0,189 | 0,39 | нет |
| Изомасляная кислота | нет | нет | 0,029 |
| н-масляная кислота | 0,037 | 0,0515 | нет |
| Изовалериановая кислота | 0,00155 | 0,011 | нет |
| н-валериановая кислота | 0,155 | 0,244 | 0,0297 |
1.3.2 Различные отходы производства этилового спирта и способы их утилизация
В процессе выделения очистки спирта получают побочные продукты: барду, лютерную воду, головную фракцию (ГФ) или эфироальдегидный концентрат (ЭАК), сивушное масло и сивушный спирт. С бардой и лютерной водой выводится нелетучая часть бражки; летучие примеси, сопутствующие спирту, выводятся с ГФ или ЭАК, с сивушным маслом или сивушным спиртом. Головную фракцию подвергают разгонке на специальных ректификационных установках с целью выделения из нее этилового спирта. Концентрат ГФ служит углеродным питанием в производстве кормовых дрожжей. При фракционировании из него могут быть выделены ценные органические продукты: уксусный альдегид, этилацетатный растворитель и др.
Сивушное масло используют в основном как сырье для получения чистых высших спиртов (амилового, бутилового и пропилового), которые применяют в органическом синтезе, при изготовлении медицинских препаратов и душистых веществ, как растворители в лакокрасочной промышленности, как экстрагенты, флотареагенты и поверхностно-активные вещества.
Сивушный спирт как товарный продукт в настоящее время не используют из-за многокомпонентности и наличия значительного количества воды. Однако отбор его целесообразен, так как это положительно сказывается на качестве спирта. Он может быть применен для технических целей, при изготовлении денатурированного спирта или подвергаться разгонке для выделения пищевого спирта и других отдельных компонентов. Нелетучая часть выводится из ректификационной установки в виде барды и лютерной воды.
С лютерной водой отводятся труднолетучие примеси спирта. Лютерная вода имеет кислую реакцию, агрессивна по отношению к обычной стали. Выход ее полутора - двукратный по количеству спирта при закрытом обогреве эпюрационной и спиртовой колонн и примерно четырехкратный при открытом обогреве. Лютерную воду используют для промывки сивушного масла, гидроселекции в колонне для разгонки ГФ и эпюрационной, для приготовления зерновых замесов и мелассного сусла. Остатки лютерной воды сбрасывают в канализацию, но ее нужно очищать.
2. Цели и задачи
Целью данной работы является изучение влияния добавления отходов производства этилового спирта на эксплуатационные характеристики котельного топлива, и возможность их утилизации таким образом. Выявление потенциала использования такого композиционного топлива, как более дешёвого. И исследование возможности улучшения характеристик котельного топлива.
Для достижения заданной цели были поставлены следующие задачи:
1) Изучение готового композиционного котельного топлива
2) Создание композиции сивушного масла и топлива
3) Определение смешиваемости компонентов топлива
4) Определение эксплуатационных характеристик полученного продукта
5) Выявление недостатков композиционного топлива и возможные методы их устранения.
3. Экспериментальная часть
3.1. Характеристика сырья и материалов
В качестве исходных компонентов композиционного топлива были отобраны и исследованы основные физико-химические свойства следующих продуктов: Флотский мазут Ф5, топочный мазут марки 100 и сивушное масло по ГОСТ 17071 – 91. Качество исходных компонентов представлено в таблице 2.
Таблица 2 - Качество исходных компонентов композиционного топлива
| Марка топливаНаименование показателя | флотский Ф5 | топочный 100 |
| Вязкость, не более, условная, 0ВУ при 500Спри 800Ссоответствующая кинематическая, сСтпри 500Спри 800С | 5,0-37,05- | -16-118,56 |
| Зольность, %, не более | 0,1 | 0,15 |
| Содержание механических примесей, %, не более | 0,1 | 2,5 |
| Содержание воды, %, не более | 1,0 | 2,0 |
| Содержание водорастворимых кислот и щёлочей | Отсутствие | |
| Содержание сероводорода | Отсутствие | Не нормируется |
| Содержание смолистых веществ, %, не более | 50 | - |
| Температура застывания, 0С, не выше | -5 | +25 |
| Содержание серы, % | 1,6 | 2,0 |
| Коксуемость, % | 5,9 | 6,8 |
| Температура вспышки в закрытом тигле, 0С | 55 | 151 |
| Теплота сгорания низшая в пересчёте на сухое топливо, кДж/кг, не менее | 41454 | 40530 |
| Наименование показателя | Характеристика и норма | |
| Внешний вид | Прозрачная жидкость, не содержащая механических примесей | |
| Цвет | От светло-жёлтого до красно-бурого | |
| Температурный предел перегонки при давлении 101,325 (760 мм рт. ст.) 0С, не менее | 120 | |
| Объемная доля сивушного масла, %, не менее | 50 | |
| Плотность при 200С г/см3, не более | 0,837 | |
| Показатель преломления, nд20, не менее | 1,395 | |
Так же, для исследования композиционного топлива применялись отдельные компоненты сивушного масла. Характеристика данных веществ приведена в таблицах 4,5,6.
Таблица 4 – Техническая характеристика изоамилового спирта по ГОСТ 5830-79
| Наименование показателя | Норма |
| Массовая доля спирта изоамилового (С5Н12О), %, не менее | 98 |
| Плотность, r420, г/см3 | 0,810-,0812 |
| Показатель преломления, hD20 | Не нормируется |
| Массовая доля после выпаривания, %, не более | 0,001 |
| Массовая доля пиридина, %, не более | 0,00001 |
| Массовая доля фурфурола, %, не более | 0,00005 |
| Массовая доля эфиров и кислот, в пересчёте на амилацетат, %, не более | 0,06 |
| Массовая доля альдегидов, %, не более | 0,03 |
| Массовая доля воды, %, не более | Не нормируется |
Таблица 5 - Техническая характеристика изобутилового спирта по ГОСТ 9536-79