Tuzatish jarayonining tavsifi. Rektifikatsiya kursi Alkogolni rektifikatsiya qilish jarayonining mohiyati;

Ikki yoki undan ortiq komponentlardan tashkil topgan suyuq bir hil aralashmalarni ajratishning eng keng tarqalgan usullaridan biri distillash (distillash va rektifikatsiya) hisoblanadi. Keng ma'noda distillash - bu ajratilayotgan aralashmaning qisman bug'lanishi va hosil bo'lgan bug'larning keyinchalik kondensatsiyasini o'z ichiga olgan jarayon bo'lib, bir marta yoki qayta-qayta amalga oshiriladi. Kondensatsiya natijasida tarkibi asl aralashmaning tarkibidan farq qiladigan suyuqlik olinadi.

Rektifikatsiya - suyuqlikning qisman bug'lanishi va bug'ning kondensatsiyasi. Jarayon har xil haroratga ega bo'lgan bug 'va suyuqlik oqimlari bilan aloqa qilish orqali amalga oshiriladi va odatda ustunli qurilmalarda amalga oshiriladi. Har bir kontaktda suyuqlikdan asosan past qaynaydigan komponent (LBC) bug'lanadi, bu bug'ni boyitadi va asosan yuqori qaynaydigan komponent (HBC) bug'dan kondensatsiyalanadi va suyuqlikka aylanadi. Ko'p marta takrorlangan komponentlarning ikki tomonlama almashinuvi oxir-oqibat deyarli sof NCC bo'lgan juftlarni olish imkonini beradi. Bu bug'lar, alohida apparatda kondensatsiyadan so'ng, distillat (rektifikatsiya qilingan) va qayta oqim hosil qiladi - ustunni sug'orish va ko'tarilgan bug'lar bilan o'zaro ta'sir qilish uchun qaytib keladigan suyuqlik. Bug 'deyarli sof VCC bo'lgan qoldiq ustunining pastki qismidan qisman bug'lanish orqali olinadi.

Rektifikatsiya jarayonlari qurilmalarda amalga oshiriladi, ularning texnologik sxemasi qurilmaning maqsadiga va undagi bosimga va konstruktsiyasi - fazaviy aloqani tashkil qilish usuliga bog'liq.

To'g'rilash jarayoni ustunli qurilmalarda bosqichma-bosqich amalga oshirilganda, bug 'va suyuqlik o'rtasidagi aloqa qarama-qarshi oqimda (nosozlik tipidagi tovoqlarda), ko'ndalang oqimda (qopqoq shaklidagi tovoqlarda), oqim oqimida (jetli tovoqlar) sodir bo'lishi mumkin. .

Agar rektifikatsiya jarayoni ustun apparatining butun hajmi bo'ylab doimiy ravishda amalga oshirilsa, u holda har ikki fazaning harakati paytida bug 'va suyuqlik o'rtasidagi aloqa faqat qarshi oqimda sodir bo'lishi mumkin. Zamonaviy rektifikator qurilmalarni texnologik maqsadlarga, bosimga va bug 'va suyuqlik o'rtasidagi aloqani ta'minlaydigan ichki qurilmaga qarab tasniflash mumkin.

Texnologik maqsadiga ko'ra rektifikator apparatlar atmosfera-vakuum agregatlari, termik va katalitik kreking, neft mahsulotlarini ikkilamchi distillash, shuningdek, gazlarni rektifikatsiya qilish, engil neft fraktsiyalarini barqarorlashtirish va boshqalar uchun ustunlarga bo'linadi.

Zamonaviy to'g'rilash apparatlariga quyidagi talablar qo'yiladi: yuqori ajratish quvvati va ishlab chiqarish quvvati, foydalanishda etarli ishonchlilik va moslashuvchanlik, past foydalanish xarajatlari, engil va soddaligi, texnik dizayni.

Oxirgi talablar birinchisidan kam emas, chunki ular nafaqat kapital xarajatlarni aniqlaydi, balki operatsion xarajatlar miqdoriga sezilarli ta'sir qiladi, qurilmani ishlab chiqarish, o'rnatish va demontaj qilish, ta'mirlash, nazorat qilish, sinovdan o'tkazish qulayligi va qulayligini ta'minlaydi. shuningdek, operatsion xavfsizlik va Ave.

Yuqorida sanab o'tilgan talablarga qo'shimcha ravishda, distillash qurilmalari davlat standartlari, idoraviy standartlar va Gostekhnadzor tekshiruvlari talablariga ham javob berishi kerak.

Qurilmaning texnologik sxemasi ajratiladigan aralashmaning tarkibiga, hosil bo'ladigan mahsulotlarning sifatiga qo'yiladigan talablarga, energiya sarfini kamaytirish imkoniyatlariga, apparatning maqsadiga, butun o'rnatishning texnologik zanjiridagi o'rniga bog'liq. va boshqa ko'plab omillar.

Suyuq aralashmalarni rektifikatsiya qilish jarayoni bir nechta qurilmalardan iborat rektifikatsiya inshootlarida amalga oshiriladi. Shu kabi o'rnatishning ishlashi misolidan foydalanib, ikki komponentli aralashmani rektifikatsiya qilish yo'li bilan ajratish printsipini ko'rib chiqaylik (10.1-rasm). Ajraladigan aralashma ustun tanasining o'rtasidan bir oz yuqorida joylashgan kirish orqali distillash ustuniga doimiy ravishda beriladi. Kiritilgan suyuqlik aralashmasi aloqa moslamalari (plitalar) orqali kub deb ataladigan ustunning pastki qismiga tushiriladi. Bug 'suyuqlik oqimiga qarab ko'tariladi, bu suyuqlikning ustun kubidagi qaynashidan kelib chiqadi. Olingan juftliklar asosan o'z ichiga oladi NCC va ba'zi VKK. Bug 'ustunning tovoqlaridagi suyuqlik bilan o'zaro ta'sir qilganda, VCC kondensatsiyalanadi va suyuqlik oqimi bilan ustundan pastga tushadi. Shu sababli, miqdori NCC. Shunday qilib, bug'lar ko'tarilib, ular boyitiladi NCC, pastga oqayotgan suyuqlik esa boyib boradi VKK.

Oraliq rezervuardan 1 dan dastlabki aralashma markazdan qochma nasos 2 orqali issiqlik almashtirgich 3 ga beriladi, u erda qaynash nuqtasiga qadar isitiladi. Qizdirilgan aralash distillash ustuniga 5 ajratish uchun oziqlantiruvchi plastinkaga yuboriladi, bu erda suyuqlik tarkibi dastlabki aralashmaning tarkibiga teng bo'ladi. Ustunni pastga oqib, suyuqlik pastki suyuqlik qozonda qaynayotganda hosil bo'lgan ko'tarilgan bug' bilan o'zaro ta'sir qiladi 4. Bug'ning boshlang'ich tarkibi taxminan pastki qoldiq tarkibiga teng, ya'ni uchuvchi komponentda tugaydi. Suyuqlik bilan massa almashinuvi natijasida bug 'o'ta uchuvchan komponent bilan boyitiladi

Guruch. 10.1. Distillash qurilmasining sxematik diagrammasi:

1 - dastlabki aralashma uchun idish; 2, 9 - nasoslar; 3- issiqlik almashtirgich - xom ashyoni isitish moslamasi; 4 - qozon; 5 – distillash ustuni; 6 - qayta oqim kondensatori; 7 – distillatli muzlatgich; 8 – distillat yig‘ish uchun idish; 10 - hali ham suyuq sovutgich; 11 - harakatsiz suyuqlik uchun idish.

To'liqroq boyitish uchun ustunning yuqori qismi suyuqlik (refluks) bilan berilgan qaytarilish nisbatiga muvofiq sug'oriladi, bu kolonkadan chiqadigan bug'ni kondensatsiyalash orqali qayta oqim kondensatorida 6 olinadi. Kondensatning bir qismi qayta oqim kondensatoridan tayyor ajratish mahsuloti - distillat shaklida chiqariladi, u issiqlik almashtirgich 7 da sovutiladi va oraliq idishga 8 yuboriladi.

Ustunning pastki qismidan nasos 9 doimiy ravishda pastki suyuqlikni olib tashlaydi - uchuvchan bo'lmagan komponent bilan boyitilgan mahsulot, issiqlik almashtirgich 10da sovutiladi va 11-konteynerga yuboriladi.

Shunday qilib, distillash ustunida dastlabki ikkilik aralashmani yuqori darajada uchuvchan komponent va yuqori uchuvchan komponent bilan boyitilgan tubi qoldiqlari yuqori bo'lgan distillatga ajratishning uzluksiz muvozanatsiz jarayoni amalga oshiriladi.

Amalda ikki komponentli aralashmalarga qaraganda tez-tez uchraydigan ko'p komponentli aralashmalarning rektifikatsiyasi yuqorida ko'rib chiqilgan sxema bo'yicha davom etadi, garchi ishlatiladigan uskunalar soni ortib bormoqda.

Distillash qurilmalarida asosan ikki turdagi apparatlar qo'llaniladi: bosqichli fazali kontaktli ustunlar (plastinka) va doimiy aloqa (plyonkali va qadoqlangan).

Ko'p komponentli aralashmalarni rektifikatsiya qilish turli xil ketma-ketlikda, ko'plab oddiy ustunlar (dastlabki aralashmaning tarkibiy qismlari sonidan bitta kam) va bitta murakkab ustun yordamida amalga oshirilishi mumkin.

Rektifikatsiya jarayoni uchun plastinka ustunlari asosan ishlatiladi. Ular suyuqlik va bug 'o'rtasida yaxshi aloqani ta'minlaydigan qurilmalar bilan gorizontal plitalar bilan jihozlangan.

Ustunning diametri o'rnatishning unumdorligiga va 0,6 - 1,0 oralig'ida tanlangan ustundagi bug' tezligiga qarab belgilanadi. Xonim. Har xil o'lchamdagi distillash ustunlari ishlatiladi: diametri 300 - 400 bo'lgan kichik ustunlardan. mm diametri 6, 8, 10, 12 m va undan ortiq bo'lgan ustunlar bilan yuqori samarali qurilmalarga.

Ustunning balandligi plitalar soniga va ular orasidagi masofaga bog'liq. Plitalar orasidagi masofa qanchalik kichik bo'lsa, ustun pastroq bo'ladi. Biroq, tovoqlar orasidagi masofa kamayishi bilan, chayqalishlarning kirib borishi kuchayadi va suyuqlikning pastki tovoqlardan yuqoriga o'tishi xavfi mavjud, bu esa samaradorlikni sezilarli darajada kamaytiradi. o'rnatishlar. Tovoqlar orasidagi masofa, odatda, ustunni ta'mirlash va tozalash imkoniyatini hisobga olgan holda, ustunning diametriga qarab olinadi. Distillash ustunlarining tovoqlar orasidagi tavsiya etilgan masofalar diametriga qarab quyida keltirilgan:

Ustun diametri, mm 800, 800 - 1600, 1600 - 2000 gacha

Plitalar orasidagi masofa, mm 200 -350, 350 - 400, 400 - 500

Ustun diametri, mm 2000 - 2400 va 2400 dan ortiq

Plitalar orasidagi masofa, mm 500 - 600, 600 dan ortiq.

Distillash ustunidagi tovoqlar soni yoki qadoqlash balandligi texnologik hisob-kitob bilan aniqlanadi; bu ajratilayotgan komponentlarning fizik-kimyoviy xususiyatlariga, kerakli ajratish tozaligi va samaradorligiga bog'liq. plitalar. Odatda, distillash ustunlari 10 - 30 plastinkaga ega, ammo shunga o'xshash qaynash nuqtalari bo'lgan aralashmalarni ajratish uchun ustunlar yuzlab plitalarga ega va shunga mos ravishda 30 - 90 gacha balandlikka ega. m.

Distillash ustunlari odatda atmosfera yoki ozgina ortiqcha bosim ostida ishlaydi. Vakuum ustunlari va yuqori bosim ostida ishlaydigan ustunlar cheklangan foydalanishga ega. Vakuum ostida rektifikatsiya kolonnadagi haroratni pasaytirmoqchi bo'lganda qo'llaniladi, bu yuqori qaynoq nuqtasi bo'lgan komponentlarni yoki yuqori haroratlarda beqaror moddalarni ajratishda zarurdir. Yuqori bosim ostida rektifikatsiya suyultirilgan gazlar va juda uchuvchan suyuqliklarni ajratish uchun ishlatiladi.

Distillash kolonkasida (2.2-rasm) bug 'pastdan harakatlanadi va deyarli sof past qaynaydigan komponent (refluks) bo'lgan suyuqlik yuqoridan bug'ga qarab beriladi. Ustunning har bir tagida bug 'va suyuqlik aloqa qiladi. Shu bilan birga, bug'dan

asosan yuqori qaynaydigan komponent kondensatsiyalanadi va asosan past qaynaydigan komponent qayta oqimdan bug'lanadi (2.3-rasm).

Natijada, bug 'va suyuqlik tarkibi o'zgaradi, muvozanatga yaqinlashadi. Bug 'past qaynaydigan komponentga boy bo'ladi va suyuqlik yuqori qaynaydigan komponent bilan to'yingan bo'ladi. Bug 'kondensatorda kondensatsiyalanadi. Ushbu kondensatning bir qismi kolonnani qayta oqimlash uchun qayta oqim shaklida ketadi, boshqa qismi, distillat esa tayyor mahsulot sifatida olinadi. Ustunning pastki qismidan chiqadigan suyuqlik pastki deb ataladi.

Shakl 2.2 - Distillash ustuni diagrammasi

Shakl 2.3 - Suyuqlik va bug 'o'rtasidagi o'zaro ta'sir sxemasi

Odatda, distillash apparati ikkita qismdan iborat - yuqori va pastki, ularning har biri bug 'va suyuqlik o'rtasidagi uyushgan fazali aloqa yuzasini ifodalaydi. Dastlabki aralashma F ustunning o'rta qismiga oziqlanadi va jarayon natijasida ikki qismga bo'linadi: past qaynaydigan komponent (LC) bilan boyitilgan qism - distillat D, va NKning tugagan qismi - pastki qoldiq V.

2.3.3 Doimiy tuzatish

Uzluksiz rektifikatsiyani amalga oshirayotganda, dastlabki aralashma ustunni ikki qismga bo'ladigan besleme plitasiga kiritiladi (2.4-rasm). Ustunning yuqori qismida bug'larning eng katta kuchayishini ta'minlash kerak, ya'ni. ularni NA bilan boyitish, shuning uchun tarkibida sof NA ga o'xshash bug'lar qayta oqim kondensatoriga yuboriladi. Shuning uchun ustunning bu qismi mustahkamlash deb ataladi. Ustunning pastki qismida (oziq-ovqatdan pastki plastinkagacha) suyuqlikdan past qaynaydigan komponentni minimal darajada olib tashlash kerak, ya'ni. suyuqlikni sof yuqori qaynaydigan komponentga o'xshash suyuqlik qozonga oqishi uchun suyuqlikni chiqarib tashlang. Shunga ko'ra, ustunning bu qismi to'liq deb ataladi.

1 - distillash ustuni (1a - mustahkamlovchi qism, 1b - to'liq qism); 2 - qozon; 3 - qayta oqim kondensatori; 4 - balg'amni ajratuvchi; 5 – dastlabki aralashmaning isitgichi; 6 – distillatli sovutgich (yoki sovutgich-kondenser); 7 - qolgan (yoki kam mahsulot) uchun muzlatgich; 8.9 - to'plamlar; 10 - nasoslar

2.4-rasm - Uzluksiz distillash qurilmasining sxemasi

Distillash ustunini quvvatlantirish uchun bug 'kubga kiradigan suyuqlikning bir qismini bug'lash orqali kubda hosil bo'ladi; apparatni qayta oqimlash uchun suyuqlik W (refluks) distillat tarkibiga o'xshash tarkibga ega bo'lgan bug'ni kondensatsiyalash orqali qayta oqim kondensatorida olinadi.

Aralashmaning bug'lanishi uchun zarur bo'lgan issiqlik unga kubda beriladi. Deflegmatorda issiqlik chiqariladi, buning natijasida unga kiradigan bug'lar to'liq yoki qisman kondensatsiyalanadi.

Uzluksiz distillash ustuni uchun moddiy balans tenglamalari:

, (2.1)

, (2.2)

Qayerda F, D, V – ozuqa, distillat va taglikning massa yoki mol sarfi;

– ozuqa, distillat va tubi, massa yoki mol fraksiyalaridagi kam qaynaydigan komponentning tarkibi.

Operatsion chiziq tenglamalari:

a) distillash ustunining yuqori (mustahkamlovchi) qismi

, (2.3)

b) ustunning pastki (to'liq) qismi

, (2.4)

Qayerda y Va x– ustun balandligi bo‘yicha o‘zgaruvchan muvozanatsiz kontsentratsiyalar, ustunning berilgan qismida bug‘ va suyuqlikdagi yuqori uchuvchan komponentning mol ulushlari;

R= F/ D- reflyuks koeffitsienti;

- oziq-ovqatning nisbiy (1 kmol distillatga) molyar iste'moli.

Distillash ustunida, yutilish ustunidan farqli o'laroq, bug 'va suyuqlikning umumiy molyar oqim tezligi nazariy asoslar asosida ustun balandligi bo'ylab doimiy deb hisoblanadi, mos ravishda molyar oqim tezligi va kontsentratsiyalar tenglamalarda qo'llaniladi (2.3 ) va (2.4). Ustunning yuqori qismida, boshlang'ich suyuqlik aralashmasi kiritilishidan yuqorida, suyuqlikning molyar oqim tezligi ustun balandligi bo'ylab doimiy, tengdir.
, ustunning pastki qismida u ga teng. Balandlikda doimiy bo'lgan bug'ning molyar oqim tezligi ustunning yuqori va pastki qismlarida bir xil bo'ladi.

Kirish

rektifikatsiya termal reflyuks izolyatsiyasi

Rektifikatsiya 20-asr boshidan eng muhim texnologik jarayonlardan biri sifatida, asosan, alkogol va neft sanoatida ma'lum. Hozirgi vaqtda rektifikatsiya kimyoviy texnologiyaning turli sohalarida tobora ko'proq qo'llanilmoqda, bu erda tarkibiy qismlarni sof shaklda ajratish juda muhim (organik sintez, izotoplar, polimerlar, yarim o'tkazgichlar va boshqa turli xil yuqori toza moddalarni ishlab chiqarishda). Shunday qilib, rektifikatsiya jarayoni kimyoviy texnologiyaning asosiy muammolaridan birini - kerakli tozalikdagi maqsadli mahsulotlarni izolyatsiyasini hal qilish imkonini beradi.

Rektifikatsiya - suyuqlik aralashmalarini ajratish jarayoni bo'lib, u fazali aloqa yuzasida ajratilgan aralashmaning qisman bug'lanishi va kondensatsiyasining bir vaqtning o'zida va qayta-qayta takrorlanadigan jarayonlariga tushadi. Distillash ustunlari kimyo va neft-kimyo sanoatida massa o'tkazish jarayonlari uchun mo'ljallangan. Diametrga qarab, ustunli qurilmalar har xil turdagi tovoqlar bilan ishlab chiqariladi.

Umumiy talablar bilan bir qatorda (apparat hajmining yuqori intensivligi, uning narxi va boshqalar) ishlab chiqarishning o'ziga xos xususiyatlari bilan bir qator talablarni aniqlash mumkin: yuklarni o'zgartirishda barqaror ishlashning katta diapazoni, plastinka qobiliyati. ifloslangan suyuqliklar muhitida ishlash, korroziyadan himoya qilish va boshqalar. Ko'pincha bu fazilatlar keng tarqalgan bo'lib, har bir muayyan jarayonda foydalanish uchun dizaynning mosligini aniqlaydi.

Distillash ustunini hisoblash diametr va balandlikning asosiy geometrik o'lchamlarini aniqlashga to'g'ri keladi. Ikkala parametr ham asosan bug 'va suyuqlik yuklari, plastinka turi va o'zaro ta'sir qiluvchi fazalarning xususiyatlari bilan belgilanadi.

Rektifikatsiya jarayonining nazariy asoslari

Rektifikatsiya - bu bug'larning kondensatsiyasi paytida hosil bo'lgan suyuqlik bilan distillash paytida hosil bo'lgan bug'larning qarshi oqimdagi takroriy o'zaro ta'siri orqali amalga oshiriladigan uchuvchi komponentlarning bir hil aralashmasini ajratishning massa uzatish jarayoni. Suyuq aralashmani ajratish moddalarning turli uchuvchanligiga asoslanadi. Rektifikatsiya paytida dastlabki aralashma ikki qismga bo'linadi: distillat - past qaynaydigan komponent (LC) bilan boyitilgan aralashma va pastki qismlar - yuqori qaynaydigan komponent (HC) bilan boyitilgan aralashma. Rektifikatsiya jarayoni rektifikatsiya zavodida amalga oshiriladi. Asosiy apparat distillash ustuni bo'lib, unda distillangan suyuqlikning bug'lari pastdan ko'tariladi va suyuqlik bug'lar tomon oqadi, apparatning yuqori qismiga reflyuks shaklida beriladi. Rektifikatsiya jarayoni atmosfera bosimida, shuningdek atmosferadan yuqori va past bosimlarda sodir bo'lishi mumkin. Rektifikatsiya vakuum ostida yuqori qaynaydigan suyuqlik aralashmalari ajratilishi kerak bo'lganda amalga oshiriladi. Yuqori bosim gazsimon holatda bo'lgan aralashmalarni past bosimda ajratish uchun ishlatiladi. Atmosfera bosimi suyuqliklar aralashmasini uning tarkibiy qismlariga ajratishda qo'llaniladi va hosil bo'lgan distillat va tubining tozaligi fazali aloqa yuzasi qanchalik rivojlanganligiga, reflyuksga etkazib beriladigan reflyuks miqdoriga va distillash ustunining dizayniga bog'liq. .

Rektifikatsiya jarayoni bug'lar va suyuqliklarning qarama-qarshi oqimining takroriy aloqasi tufayli qaynash nuqtalarida farq qiluvchi suyuqliklarni ajratish uchun ishlatiladi. Bug 'va suyuqlik o'rtasida yaqin aloqani yaratish uchun distillash ustunlari maxsus qurilmalar - qadoqlash yoki distillash plitalari bilan jihozlangan.

Paketli ustunlar kichik hajmdagi ishlab chiqarishda qo'llaniladi va past bosimning pasayishi talab qilinadigan hollarda qo'llaniladi. Qadoqlangan ustunlarni to'ldirish uchun turli materiallardan tayyorlangan Raschig halqalari, Pahl halqalari va egar shaklidagi profil elementlari (Intallox va Berl egarlari) ishlatiladi.

Tovoqlar ustunlari neftni qayta ishlash zavodlarida keng tarqalgan. Tovoqlar suyuqlikni plastinkadan plastinkaga o'tkazish usuli (cho'kish va maxsus uzatish moslamalari bilan), plastinkadagi fazalarning harakatlanish xususiyati (ko'pikli va oqim), suyuqlikka bug'ni kiritish uchun asboblar dizayni bilan ajralib turadi. (kontakt, qopqoq, valf va boshqalar). Jadvalda 5.7 kimyo va neftni qayta ishlash sanoatida qo'llaniladigan asosiy plitalar turlari haqida ma'lumot beradi.

Distillash ustunining texnologik hisobi quyidagi operatsiyalardan iborat: 1) moddiy balansni tuzish; 2) ustundagi bosimni aniqlash; 3) harorat rejimini hisoblash (xom ashyoni kiritish harorati, ustunning yuqori va pastki qismlari, murakkab ustunlardagi yon tasmalarni tanlash); 4) reflyuks nisbatini aniqlash (sug'orish tezligi), ya'ni. ustunning yuqori qismiga etkazib beriladigan reflyuks miqdorining distillat miqdoriga nisbati; 5) issiqlik balansini tuzish; 6) ichki material oqimlarini aniqlash; 7) nazariy plitalar sonini hisoblash; 8) haqiqiy (haqiqiy) plitalar sonini aniqlash.

Rektifikatsiya jarayonining uzluksiz oqimi uchun ajratishga kiradigan aralashma aralashmadagiga qaraganda past uchuvchan (yuqori qaynaydigan) komponentning konsentratsiyasi yuqori bo'lgan bug'ning qarshi oqimi bilan aloqa qilish kerak. Shuning uchun, doimiy distillash uchun qurilmalarda (1-rasm) ustunlar ikki qismdan iborat: pastki (to'liq) va yuqori (mustahkamlash). Ustunning egzoz qismida yuqori uchuvchi komponent pastga oqayotgan suyuqlikdan chiqariladi va yuqori qismida ko'tarilgan bug'lar juda uchuvchan komponent bilan boyitiladi.

Distillash moslamasining sxematik diagrammasi 1-rasmda ko'rsatilgan:

Shakl 1. - Distillash moslamasining sxematik diagrammasi:

1 - dastlabki aralashma uchun idish; 2.9 - nasoslar; 3 - issiqlik almashtirgich-isitgich; 4 - qozon; 5 - distillash ustuni; 6 - qayta oqim kondensatori; 7 - distillangan sovutgich; 8 - distillat yig'ish uchun idish; 10 - hali ham suyuq muzlatgich; 11 - harakatsiz suyuqlik uchun idish.

Oraliq idishdan dastlabki aralash 1 santrifüj nasos 2 issiqlik almashtirgichga yuboriladi 3 , bu erda qaynoq haroratgacha qizdiriladi. Qizdirilgan aralash ajratish uchun distillash ustuniga 5 yuboriladi, bu erda suyuqlik tarkibi dastlabki aralashmaning tarkibiga teng.

Ustun bo'ylab oqayotgan suyuqlik qozonda pastki suyuqlik qaynayotganda hosil bo'ladigan ko'tarilgan bug' bilan o'zaro ta'sir qiladi. 4. Bug'ning dastlabki tarkibi taxminan tagliklarning tarkibiga teng X V , bular. uchuvchi komponentlar bilan tugaydi. Suyuqlik bilan massa almashinuvi natijasida bug 'o'ta uchuvchan komponent bilan boyitiladi. To'liqroq boyitish uchun ustunning yuqori qismi suyuqlik (refluks) bilan ma'lum bir qaytarilish nisbatiga muvofiq sug'oriladi. , qayta oqim kondensatorida olinadi 6 ustundan chiqadigan bug'ni kondensatsiya qilish orqali. Kondensatning bir qismi qayta oqim kondensatoridan tayyor ajratish mahsuloti shaklida chiqariladi - distillat, issiqlik almashtirgichda 7 sovutiladi va oraliq tankga yuboriladi 8. Nasos yordamida ustunning pastki qismidan. 9 Pastki suyuqlik doimiy ravishda chiqariladi - uchuvchan bo'lmagan komponent bilan boyitilgan mahsulot, u issiqlik almashtirgichda 10 sovutiladi. va 11-konteynerga boradi.

Shunday qilib, distillash ustunida dastlabki aralashmani distillatga (juda uchuvchan komponentning yuqori miqdori bilan) va pastki qoldiqga (juda uchuvchan komponent bilan boyitilgan) ajratishning uzluksiz nomutanosiblik jarayoni amalga oshiriladi.

Rektifikatsiya 19-asr boshidan eng muhim texnologik jarayonlardan biri sifatida, asosan, alkogol va neft sanoatida ma'lum. Hozirgi vaqtda rektifikatsiya kimyoviy texnologiyaning turli sohalarida tobora ko'proq qo'llanilmoqda, bu erda tarkibiy qismlarni sof shaklda ajratish juda muhim (organik sintez, izotoplar, polimerlar, yarim o'tkazgichlar va boshqa turli xil yuqori toza moddalarni ishlab chiqarishda).

Yaxshi ishingizni bilimlar bazasiga topshirish juda oson. Quyidagi shakldan foydalaning

Bilimlar bazasidan o‘z o‘qishida va faoliyatida foydalanayotgan talabalar, aspirantlar, yosh olimlar sizdan juda minnatdor bo‘ladi.

E'lon qilingan http://www.allbest.ru/

Kirish

1. Texnologik sxema va uning tavsifi

2.Texnologik hisoblash

2.1 Distillash ustunini hisoblash

2.2 Moddiy balans

4. Issiqlik o'rnatishni hisoblash

3. Ustunning issiqlik hisobi

Xulosa

Ma'lumotnomalar

KIRISH

Rektifikatsiya - suyuqlik va bug 'fazalari o'rtasida aralashmaning tarkibiy qismlarining turlicha taqsimlanishiga asoslangan suyuqlik aralashmalarini ajratish usullaridan biri. Rektifikatsiya ustunlari rektifikatsiya qilish uchun ishlatiladigan qurilmalar sifatida ishlatiladi - bug 'va suyuqlikning qarshi oqimi sodir bo'lgan ustunning o'zidan va suyuqlikning bug'lanishi va bug'ning kondensatsiyasi sodir bo'ladigan qurilmalardan iborat - kub va qayta oqim kondensatori. Ustun vertikal ravishda joylashgan ichi bo'sh silindr bo'lib, uning ichida plitalar (turli xil dizayndagi aloqa moslamalari) deb ataladigan yoki shakllangan materialning bir qismi - nozul qo'yilgan. Kub va qayta oqim kondensatori odatda qobiqli va quvurli issiqlik almashtirgichlardir (quvurli pechlar va bug'lanish kublari ham ishlatiladi).

Plitalar va nozulning maqsadi interfasial sirtni ajratish va suyuqlik va bug 'o'rtasidagi aloqani yaxshilashdir. Plitalar odatda suyuqlikni to'ldirish uchun moslama bilan jihozlangan. Diametri balandligiga teng bo'lgan halqalar odatda distillash ustunlari uchun qadoqlash sifatida ishlatiladi.

Ham qadoqlangan, ham diskli ustunlarda bug'ning kinetik energiyasi kontakt qurilmalarining gidravlik qarshiligini engib o'tish va bug'ning dinamik dispers tizimini yaratish uchun ishlatiladi - katta sirt yuzasiga ega suyuqlik. Mexanik energiya ta'minoti bilan distillash ustunlari ham mavjud bo'lib, ularda ustunning o'qi bo'ylab o'rnatilgan rotorni aylantirish orqali dispers tizim yaratiladi. Aylanadigan qurilmalar balandlikdan pastroq bosim tushishiga ega, bu ayniqsa vakuum ustunlari uchun muhimdir. Amalga oshirish usuliga ko'ra, doimiy va davriy tuzatish o'rtasida farqlanadi.

Birinchi holda, ajratilishi kerak bo'lgan aralashma doimiy ravishda distillash ustuniga beriladi va ba'zi komponentlarda boyitilgan va boshqalarida kamaygan ikki yoki undan ortiq fraktsiyalar doimiy ravishda ustundan chiqariladi. To'liq ustun ikki qismdan iborat bo'lib, mustahkamlovchi va charchatuvchi. Boshlang'ich aralashma (odatda qaynash nuqtasida) ustunga quyiladi, u erda ko'tarilgan bug 'oqimiga teskari oqimda egzoz qismining aloqa moslamalari (plastinkalar yoki ko'krak) pastga oqib, chiqarilgan suyuqlik deb ataladigan aralashtiriladi. Ustunning pastki qismiga etib borgan suyuqlik juda uchuvchan komponentlar bilan boyitiladi. Pastki qismida suyuqlik etkazib beriladigan sovutish suvi bilan isitish natijasida qisman bug'lanadi va bug 'yana egzoz qismiga kiradi. U orqali o'tib, uchuvchi komponentlar bilan boyitilgan bug 'qayta oqim kondensatoriga kiradi, u erda odatda mos sovutgich bilan to'liq kondensatsiyalanadi. Olingan suyuqlik ikki oqimga bo'linadi - distillat va qayta oqim. Distillat mahsulot oqimi bo'lib, reflyuks u oqadigan aloqa qurilmalari orqali mustahkamlash qismini sug'orish uchun ketadi. Suyuqlikning bir qismi ustunning pastki qismidan pastki qism deb ataladigan shaklda chiqariladi (shuningdek, mahsulot oqimi).

Agar boshlang'ich aralashmani doimiy ravishda ikkitadan ko'p fraktsiyalar soniga bo'linishi kerak bo'lsa, unda ustunlarning ketma-ket yoki parallel ulanishi qo'llaniladi.

Vaqti-vaqti bilan tuzatish bilan dastlabki suyuqlik aralashmasi bir vaqtning o'zida ustunning kubigiga, istalgan mahsuldorlikka mos keladigan idishga yuklanadi. Bug'lar ustunga kiradi va qayta oqim kondensatoriga ko'tariladi, ular kondensatsiyalanadi. Dastlabki davrda barcha kondensat to'liq sug'orish rejimiga mos keladigan ustunga qaytadi. Keyin kondensat distillat va qayta oqimga bo'linadi. Distillat tanlanayotganda (doimiy qayta oqim nisbatida yoki uning o'zgarishi bilan birinchi navbatda ustundan juda uchuvchan komponentlar chiqariladi, keyin o'rtacha uchuvchan bo'lganlar va hokazo). Kerakli kasr (yoki kasrlar) tegishli to'plamga tanlanadi. Operatsiya dastlab yuklangan aralashmani to'liq qayta ishlanmaguncha davom etadi.

Rektifikatsiyani sanoatda qo'llashning asosiy yo'nalishlari neftni qayta ishlash va neft-kimyo sanoatida neft xomashyosidan alohida fraktsiyalar va alohida uglevodorodlar, kimyo sanoatida etilen oksidi, akrilonitril, akril xlorosilanlarni ishlab chiqarishdir. Rektifikatsiya xalq xoʻjaligining boshqa tarmoqlarida: koks-kimyo, yogʻoch-kimyo, oziq-ovqat, kimyo-farmatsevtika sanoatida keng qoʻllaniladi.

1. TEXNOLOGIK DIAGRAMA VA UNING TA’RIFI

Distillash moslamasining sxematik diagrammasi 1.1-rasmda ko'rsatilgan

Uzluksiz distillash qurilmasining sxemasi

1 - dastlabki aralashma uchun idish; 2 - isitgich; 3 - ustun;

4 - qozon; 5 - qayta oqim kondensatori; 6 - balg'amni ajratuvchi; 7 - muzlatgich; 8 - distillat yig'ish; 9 - qoldiqlar to'plami.

1-konteynerdan olingan dastlabki aralashma markazdan qochma nasos yordamida issiqlik almashtirgich 2 ga beriladi, u erda qaynash nuqtasiga qadar isitiladi. Qizdirilgan aralash ajratish uchun distillash ustuniga 3 yuboriladi, bu erda suyuqlik tarkibi dastlabki aralashmaning xF tarkibiga teng. Kolonnadan pastga oqib tushayotganda, suyuqlik pastki suyuqlik qozonda qaynayotganda hosil bo'lgan ko'tarilgan bug 'bilan o'zaro ta'sir qiladi 4. Suyuqlik bilan massa almashinuvi natijasida bug' juda uchuvchan komponent bilan boyitiladi. To'liqroq boyitish uchun ustunning yuqori qismi kolonnadan chiqadigan bug'ni kondensatsiyalash yo'li bilan qayta oqim kondensatorida 5 olingan xP tarkibidagi suyuqlik (refluks) bilan berilgan qaytarilish nisbatiga muvofiq sug'oriladi. Kondensatning bir qismi qayta oqim kondensatoridan tayyor ajratish mahsuloti - distillat shaklida chiqariladi, u issiqlik almashtirgich 7da sovutiladi va 8-konteynerga yuboriladi.

Ustunning pastki qismidan nasos doimiy ravishda pastki suyuqlikni olib tashlaydi - uchuvchan bo'lmagan komponent bilan boyitilgan mahsulot, u issiqlik almashtirgich 7da sovutiladi va 9-konteynerga yuboriladi.

Shunday qilib, distillash ustunida dastlabki ikkilik aralashmani distillatga (juda uchuvchan komponentning yuqori miqdori bilan) va pastki qoldiqga (juda uchuvchan komponent bilan boyitilgan) ajratishning uzluksiz nomutanosiblik jarayoni amalga oshiriladi.

2.TEXNOLOGIK HISOBI

2.1 Distillash ustunini hisoblash

2.2 Moddiy balans

Ustunning mahsuldorligini va kerakli konsentratsiyalarni bilib, biz etishmayotgan ma'lumotlarni aniqlaymiz, ya'ni distillat va tagliklarning mahsuldorligi (GW va GD) material balansi tenglamalari asosida.

Bu yerdan biz topamiz:

0,83-0,31=0,52 kg/s

suyuqlikdagi yuqori uchuvchan komponentning mol fraktsiyalari bu erda va suyuqlik bilan muvozanatda bo'lgan bug'dagi yuqori uchuvchan komponentning konsentratsiyasi (dastlabki aralashmani oziqlantirish).

Massadan mol kasrgacha bo'lgan fazalar tarkibini nisbati bo'yicha qayta hisoblaylik

bu erda Mch va Mt mos ravishda uglerod tetraklorid va toluolning molekulyar og'irliklari, kg/kmol.

Past qaynaydigan komponent (juda uchuvchan) - uglerod tetraklorid

Yuqori qaynaydigan komponent (zor uchuvchi) - toluol

kmol/kmol aralashmasi.

kmol/kmol aralashmasi

kmol/kmol aralashmasi

Ustunning yuqori mustahkamlovchi qismining ishchi chizig'ining tenglamasi

Y-x diagrammasidan foydalanib, biz uni mos keladigan qiymatda topamiz, shuning uchun = 0,68

Nisbiy mol oqimi

Ustunning yuqori va pastki qismlari uchun suyuqlik uchun o'rtacha massa oqimlari (yuklari) munosabatlardan aniqlanadi:

bu erda MP va MF distillat va boshlang'ich aralashmaning molyar massalari;

MV va MN - ustunning yuqori va pastki qismlaridagi suyuqlikning o'rtacha molyar massalari.

Bu holda distillatning molyar massasi juda uchuvchan komponent - uglerod tetrakloridning molyar massasiga teng olinishi mumkin. Ustunning yuqori va pastki qismlaridagi suyuqlikning molyar massasi mos ravishda quyidagilarga teng:

bu erda Mch va MT - uglerod tetraklorid va toluolning molyar massalari;

xsr.v va xsr.n - ​​mos ravishda ustunning yuqori va pastki qismlaridagi suyuqlikning o'rtacha molyar tarkibi:

Dastlabki aralashmaning molyar massasi

Distillatning molyar massasi

O'rnini bosgan holda biz quyidagilarni olamiz:

Ustunning yuqori GB va pastki GH qismlarida bug'ning o'rtacha massa oqimlari mos ravishda quyidagilarga teng:

Bu erda va ustunning yuqori va pastki qismlaridagi bug'ning o'rtacha molyar massalari:

O'rnini bosgan holda biz quyidagilarni olamiz:

2.3 Ustun tezligi va diametrini hisoblash

Elak tovoqlari bo'lgan laganda distillash ustunlari uchun bug' tezligini hisoblash quyidagi tenglama yordamida amalga oshiriladi:

c - tovoqlar dizayniga, tovoqlar orasidagi masofaga, ustunning ish bosimiga va ustunning suyuqlik yukiga bog'liq bo'lgan koeffitsient. Plitalar orasidagi masofani h=300mm belgilaymiz. h ga asoslanib, darslikning 7.2-rasmida keltirilgan c=f(h) grafikdan c=0,032 koeffitsientning qiymatini aniqlaymiz.

tB va tH o'rtacha haroratlarda ustunning yuqori va pastki qismlarida suyuqlik xv va xn va bug'ning uv va un zichliklari topilsin. Bug'ning o'rtacha harorati t -x,y diagrammasidan aniqlanadi.

tv = 86 C; tn = 105 C

Ustunning yuqori va pastki qismidagi suyuqlik fazasining zichligini hisoblaymiz:

bu erda xvol.v, xvol.n - mos ravishda ustunning yuqori va pastki qismidagi suyuqlik fazasining hajmli konsentratsiyalari.

Ustunning yuqori va pastki qismlarida ruxsat etilgan tezlik mos ravishda quyidagilarga teng:

Olingan tezliklar bir-biridan ozgina farq qilganligi sababli, biz hisob-kitobda bug'ning o'rtacha tezligidan foydalanamiz:

= (0,54+0,52)/2 = 0,53 m/s

Ustunning taxminiy diametri oqim tenglamasidan aniqlanadi:

Biz ustundagi bug'ning o'rtacha massa oqimini GB va GH yig'indisining yarmiga teng olamiz:

G = (1,4+1,6)/2 = 1,28 kg/s

O'rtacha bug 'zichligi:

Ustun diametri

Biz d = 800 mm katalog bo'yicha ustun qobig'ining standart diametrini tanlaymiz. Bunday holda, haqiqiy ishlaydigan bug 'tezligi quyidagilarga teng bo'ladi:

0, (0,79/0,8)2 = 0,6 m/s

Diametri 800 mm bo'lgan ustun uchun biz quyidagi dizayn o'lchamlari bilan TSK-R plitasini tanlaymiz:

Plastinkadagi teshiklarning diametri do=3mm

Teshiklar orasiga qadam qo'ying t=7mm

Toshib ketish chegarasi balandligi hper=30mm

Toshib ketish chegarasining kengligi b=0,4m

Plastinaning ishchi qismi St=0,41m2

Plitaning ish qismidagi tezlik

T=*0,785*d2/ST=0,6*0,785*0,82/0,41=0,74 m/s

2.4 Plastinkadagi suyuqlikning engil qatlamining balandligi va ko'pikli qatlamning bug' miqdori

Tenglama yordamida elak plitalari uchun suyuqlik ho ning engil qatlamining balandligini topamiz

ho = 0,787 , (2,30)

drenaj bo'limining kengligi 1 m uchun o'ziga xos suyuqlik iste'moli qayerda,

b - drenaj bo'limining kengligi, m;

toshib ketadigan qismning balandligi, m;

suyuqlik yopishqoqligining dinamik koeffitsienti, mPa s;

m - ko'rsatkich;

suyuqlikning sirt tarangligi, mN/m;

suvning sirt tarangligi, mN/m.

Ustunning yuqori va pastki qismlarida oddiy suyuqliklar aralashmasi uchun yopishqoqlik qiymati mcm formulalar yordamida hisoblanishi mumkin:

bu erda uglerod tetraxlorid va toluolning dinamik yopishqoqlik koeffitsientlari yuqori va pastda joylashgan.

Engil qatlam balandligi:

a) ustunning yuqori qismi uchun:

b) ustunning pastki qismi uchun:

Ustunning yuqori qismi uchun

Ustunning pastki qismi uchun

2.5 Plitalar va ustun balandligini hisoblash

RT=559 mmHg.

RCCL4=1475 mmHg.

Samaradorlikni aniqlash uchun plitalar, biz ajratilgan komponentlarning nisbiy uchuvchanlik koeffitsientini topamiz b = Rt / RSSL4 va boshlang'ich aralashmaning yopishqoqligi dinamik koeffitsienti m ustundagi o'rtacha haroratda.

b=1475/559=2,64

Toluolning dinamik koeffitsienti 0,29 cP, uglerod tetraklorid 0,32 cP.

m= (mssl4-µt)/2=(0,29+0,32)/2=0,36

bµ=2,64*0,36=0,954

Grafikga ko'ra, samaradorlik 0,48 ga teng.

Grafikdan biz yo'l uzunligi uchun tuzatish qiymatini topamiz = 0,185

Plitalarning o'rtacha samaradorligi:

l=(1+)=0,48*(1+0,185)=0,57

Haqiqiy plitalar soni tenglama yordamida hisoblanadi

Idish qismining balandligi

Nt = (n - 1) h = (14 - 1) 0,3 = 6,6 m

3. Plastinka qarshiligini gidravlik hisoblash

RK ustunining plitalarining gidravlik qarshiligi formula bilan aniqlanadi:

Bu erda RV va RN - bir plastinkaning gidravlik qarshiligi, mos ravishda ustunning yuqori va pastki qismlari, Pa.

Bitta plastinkaning umumiy gidravlik qarshiligi uchta shartdan iborat.

Biz quruq plastinkaning gidravlik qarshiligini tenglama yordamida hisoblaymiz:

Qarshilik koeffitsienti / Faraz qilaylik = 1,5.

Tovoqlardagi gaz-suyuqlik qatlamining (ko'pik) gidravlik qarshiligi ustunning yuqori va pastki qismlarida har xil bo'ladi:

Sirt taranglik kuchlarining gidravlik qarshiligi quyidagilarga teng:

Keyin bitta plastinkaning umumiy qarshiligi quyidagilarga teng bo'ladi:

Keyin distillash ustunining umumiy qarshiligi:

4. TERMAL O'RNATISHNI HISOBI

Qd = GD(1 + R)rD

Qd = 0,52(1+1,8)* 204*103 = 297*103 Vt

bu erda rD - qayta oqim kondensatsiyasining issiqligi

rD = ra *xD + (1 - xD)rv

rD = 0,95*195*103+0,01*394*103=204*103 J/kg

bu yerda rc = 195*103 J/kg uglerod tetrakloridning kondensatsiyalanish issiqligi,

rt = 394*103 J/kg toluolning kondensatsiyalanish issiqligi.

Isitish bug'idan bug'lashtirgich kubida olingan issiqlik iste'moli tenglama bilan topiladi:

Qk=QD +GD*CD*tD+GW*CW*tW-Gf*Cf*tf

Qk=1,03*(297*103+0,52*0,46*4190*80+0,31*4190*110,6*0,46-0,83*0,455*4190*93)= 305* 103

Dastlabki aralashmaning bug 'isitgichida issiqlik iste'moli:

Q=1,05*Gf*Cf*(tf-tstart) = 1,05*0,83*4190*(93-18) =274*103Vt (3,4)

Distillangan suv sovutgichidagi sovutish suviga berilgan issiqlik sarfi:

Q= GD*CD*(tD-tcon) = 0,52*0,46 *4190*(80-25) =155020W (3,5)

Pastki suv sovutgichidagi sovutish suviga berilgan issiqlik iste'moli:

Q= GW*CW*(tW -tcon) = 0, 31*0, 46*4190*(110, 9-25) =202010W (3.6)

Isitish uchun bug 'iste'moli:

a) kubda - bug'lantiruvchi

Gg.p =Qk/rg.p= 305*103/2141*103=0, 42 kg/s (3,7)

b) dastlabki aralashmaning isitgichlariga

Gg.p =274*103/2141*103=0,12 kg/s

Jami: 0,42+0,12=0,54 kg/s yoki t/soat

200C ga qizdirilganda sovutish suvi sarfi:

a) qayta oqim kondensatorida

Vv=QD/Sv*(tfin - tstart)*sv =297*103/4190*20*1000 = 0,0035 m3/s (3,8)

b) distillangan suv sovutgichida

Vv=155,020*103/4190*20*1000 = 0,0184 m3/s

v) gazsiz qoldiqning suv sovutgichida

Vv= 202,010*103/4190*20*1000 = 0,0024 m3/s

o'rnatishni to'g'rilash harakati doimiy

XULOSA

Ushbu kurs loyihasida muhandislik hisob-kitoblari natijasida diametri D = 0,8 (m), balandligi H = 6,6 () bo'lgan distillash ustuni bilan uglerod tetraklorid - toluolning ikkilik aralashmasini ajratish uchun distillash birligi tanlangan. m), bunda elak tovoqlari ishlatiladi, ularning orasidagi masofa h = 0,3 (m). Ustun normal rejimda ishlamoqda.

ADABIYOTLAR

Kimyoviy texnologiyaning asosiy jarayonlari va apparatlari / Dizayn qo'llanma / ostida. ed. Yu.I. Dytnerskiy.- M: Kimyo, 1983 - 272 p.

Kimyoviy texnologiya jarayonlari va apparatlari kursi uchun misollar va topshiriqlar /Darslik/, K.F. Pavlov, P.G. Romankov, A.A. Noskov, 9-nashr. qayta ishlangan va to'ldiriladi. L. Kimyo, 1987-575 b.

Allbest.ru saytida e'lon qilingan

...

Shunga o'xshash hujjatlar

Ikkilik aralashmalarni davriy rektifikatsiya qilish jarayonining mohiyati. Ikkilik aralashmalarni ajratish uchun doimiy ishlaydigan distillash moslamasining ishlash tamoyillari. Material va issiqlik balansini hisoblash. Bug'ning tezligini va ustun diametrini aniqlash.

kurs ishi, 24.10.2011 qo'shilgan


Rektifikatsiyaning mohiyati va maqsadi qaynash nuqtasida farq qiluvchi o'zaro eriydigan komponentlarning suyuq aralashmalarini ajratishning diffuziya jarayonidir. Moddiy balansni hisoblash. Bug'ning tezligini va ustun diametrini aniqlash. O'rnatishning termal hisobi.

test, 24.10.2011 qo'shilgan


Rektifikatsiya inshootining sxematik diagrammasi. Uzluksiz distillash ustunining texnologik hisobi. Ustunning yuqori va pastki qismlari uchun bug 'va suyuqlik fazalarining asosiy fizik-kimyoviy va gidravlik xususiyatlari. Mahalliy aloqa samaradorligi.

kurs ishi, 2010-yil 12-05-da qo'shilgan


Rektifikatsiya jarayonining asoslari va distillash ustunlarini hisoblash. Qopqoq plitalarning ishlash sxemasi va turlari. Rektifikatsiya jarayonining sxematik diagrammasi. O'rnatishning termal hisobi. Plastinka distillash ustunini hisoblash. Qayta oqim kondensatorining batafsil hisob-kitobi.

kurs ishi, 20.08.2011 qo'shilgan


Tuzatish uchun uzluksiz o'rnatish tavsifi. Ishchi reflyuks nisbati va ustun diametrini aniqlash. Bug 'va suyuqlik hajmlarini hisoblash. Qozonni hisoblash. O'rnatishga dastlabki aralashmani tarqatish uchun nasosni tanlash, bosim yo'qotishlarini tahlil qilish.

kurs ishi, 26.11.2012 yil qo'shilgan


Aralashmani uzluksiz ajratish uchun rektifikatsion blokni ishlab chiqish: aseton - sirka kislotasi. Distillash ustunining diametri, balandligi, gidravlik qarshiligini hisoblash. Issiqlik balansi va isitish bug'i va sovutish suvi sarfini aniqlash.

kurs ishi, 24.10.2011 qo'shilgan


5000 kg/soat quvvatga ega etanol-suv aralashmasini dastlabki aralashmadan ajratish uchun elak tovoqlari bilan uzluksiz distillash ustunini hisoblash. Materiallar va issiqlik balansi, apparat o'lchamlari va normallashtirilgan strukturaviy elementlar.

kurs ishi, 2011 yil 13-05-da qo'shilgan


Metil spirti - etil spirtining ikkilik aralashmasini ajratish uchun mo'ljallangan uzluksiz distillash ustuni uchun hisob-kitob natijalarini tahlil qilish. Materiallar balansi, ustunning issiqlik izolatsiyasini hisoblash, yordamchi uskunalar, qozon.

dissertatsiya, 04/17/2011 qo'shilgan


Rektifikatsiyaning texnologik jarayonining xususiyatlari; quvvati 160 t/kun bo'lgan etanol-metanol aralashmasini ajratish uchun qurilmani hisoblash. Ustunning ish rejimini, material oqimlarini, issiqlik balansini aniqlash; elak plitasining gidravlik hisobi.

kurs ishi, 12/17/2012 qo'shilgan


Sanoat aralashmalarini ajratish jarayonlari orasida rektifikatsiya jarayoni etakchi rol o'ynaydi. Sanoatda oddiy zeotrop va murakkab azeotrop aralashmalarning ko'p komponentli aralashmalari ajratiladi. Ideal bo'lmagan aralashmalarni ajratish usullari.

Maqolaning maqsadi etil spirtini ishlab chiqarishga qaratilgan uy distillash ustunining ishlashining nazariy va ba'zi amaliy jihatlarini tahlil qilish, shuningdek, Internetdagi eng keng tarqalgan afsonalarni yo'q qilish va asbob-uskunalar sotuvchilari "jim" degan fikrlarni aniqlashtirishdir. haqida.

Spirtli ichimliklarni rektifikatsiya qilish- ko'p komponentli alkogolli aralashmani suyuqlikni qayta-qayta bug'lash va kontakt qurilmalarida (plastinkalar yoki nozullar) bug'ni kondensatsiya qilish orqali turli xil qaynash nuqtalariga ega bo'lgan sof fraktsiyalarga (etil va metil spirtlari, suv, fusel moylari, aldegidlar va boshqalar) ajratish. maxsus qarshi oqim minora qurilmalarida.

Jismoniy nuqtai nazardan, rektifikatsiya qilish mumkin, chunki dastlab bug 'va suyuqlik fazalarida aralashmaning alohida tarkibiy qismlarining kontsentratsiyasi har xil, ammo tizim muvozanatga intiladi - har bir moddadagi barcha moddalarning bir xil bosimi, harorati va kontsentratsiyasi. bosqichi. Suyuqlik bilan aloqa qilganda bug 'o'ta uchuvchan (past qaynaydigan) komponentlar bilan boyitiladi, suyuqlik esa kamroq uchuvchan (yuqori qaynaydigan) komponentlar bilan boyitiladi. Boyitish bilan bir vaqtda issiqlik almashinuvi sodir bo'ladi.

Sxematik diagramma

Bug 'va suyuqlikning aloqa qilish momenti (oqimlarning o'zaro ta'siri) issiqlik va massa almashinuvi jarayoni deb ataladi.

Harakatlarning turli yo'nalishlari tufayli (bug' ko'tariladi va suyuqlik pastga tushadi), distillash ustunining yuqori qismida tizim muvozanatga erishgandan so'ng, aralashmaning bir qismi bo'lgan amalda toza komponentlarni alohida tanlash mumkin. Birinchidan, qaynash nuqtasi past bo'lgan moddalar (aldegidlar, efirlar va spirtlar), keyin yuqori qaynash nuqtasi bo'lgan moddalar (fusel moylari) chiqadi.

Balans holati. Fazalarni ajratishning eng chegarasida paydo bo'ladi. Bunga faqat ikkita shart bir vaqtning o'zida bajarilgan taqdirdagina erishish mumkin:

1. Aralashmaning har bir alohida komponentining teng bosimi.
2. Har ikki fazadagi (bug 'va suyuqlik) moddalarning harorati va konsentratsiyasi bir xil.

Tizim qanchalik tez-tez muvozanatga kelsa, issiqlik va massa almashinuvi va aralashmaning alohida komponentlarga bo'linishi shunchalik samarali bo'ladi.

Distillash va rektifikatsiya o'rtasidagi farq

Grafikda ko'rib turganingizdek, 10% spirtli eritmasidan (mash) siz 40% moonshine olishingiz mumkin va bu aralashmaning ikkinchi distillashi 60 graduslik distillatni, uchinchisi esa 70% ni beradi. Quyidagi intervallar mumkin: 10-40; 40-60; 60-70; 70-75 va shunga o'xshash maksimal 96% gacha.

Nazariy jihatdan, sof spirtni olish uchun moonshine gazida ketma-ket 9-10 ta distillash kerak bo'ladi. Amaliyotda konsentratsiyasi 20-30% dan yuqori bo'lgan alkogolli suyuqliklarni distillash portlovchi hisoblanadi va ko'p energiya va vaqt sarflanishi tufayli iqtisodiy jihatdan foydali emas.

Shu nuqtai nazardan, spirtli ichimliklarni rektifikatsiya qilish butun balandlik bo'ylab ustunning turli xil aloqa elementlarida (nozullar yoki plitalar) yuzaga keladigan kamida 9-10 ta bir vaqtning o'zida bosqichma-bosqich distillashdir.

Farq	Distillash	Tuzatish
Ichimlikning organoleptiklari	Asl xom ashyoning xushbo'yligi va ta'mini saqlaydi.	Natijada sof spirt, hidsiz va ta'msiz (muammoning yechimi bor).
Chiqish kuchi	Distillashlar soniga va apparatning dizayniga bog'liq (odatda 40-65%).	96% gacha.
Fraksiyalanish darajasi	Kam, turli xil qaynash nuqtalari bo'lgan moddalar aralashsa ham, buni tuzatib bo'lmaydi.	Yuqori, sof moddalarni ajratib olish mumkin (faqat turli xil qaynash nuqtalari bilan).
Zararli moddalarni olib tashlash qobiliyati	Past yoki o'rta. Sifatni yaxshilash uchun kamida ikkita distillash talab qilinadi, ulardan kamida bittasi fraksiyalarga bo'linadi.	Yuqori, to'g'ri yondashuv bilan barcha zararli moddalar kesiladi.
Spirtli ichimliklarni yo'qotish	Uzun bo'yli. To'g'ri yondashuv bilan ham, maqbul sifatni saqlab, umumiy miqdorning 80% gacha olishingiz mumkin.	Past. Nazariy jihatdan, sifatni yo'qotmasdan, barcha etil spirtini ajratib olish mumkin. Amalda, kamida 1-3% yo'qotish.
Uyda amalga oshirish texnologiyasining murakkabligi	Past va o'rta. Hatto rulonli eng ibtidoiy apparat ham mos keladi. Uskunani yaxshilash mumkin. Distillash texnologiyasi oddiy va tushunarli. Moonshine odatda ish holatida ko'p joy egallamaydi.	Yuqori. Maxsus jihozlar talab qilinadi, ular bilim va tajribasiz ishlab chiqarilmaydi. Jarayonni tushunish qiyinroq, hech bo'lmaganda nazariy tayyorgarlik talab etiladi. Ustun ko'proq joy egallaydi (ayniqsa, balandlikda).
Xavf (bir-biriga nisbatan), ikkala jarayon ham yong'in va portlash xavfi hisoblanadi.	Moonshinening soddaligi tufayli distillash biroz xavfsizroq (maqola muallifining sub'ektiv fikri).	Murakkab asbob-uskunalar tufayli, ular bilan ishlashda ko'proq xatolarga yo'l qo'yish xavfi mavjud, ularni tuzatish xavfliroqdir.

Distillash ustunining ishlashi

Distillash ustuni- ko'p komponentli suyuqlik aralashmasini qaynash nuqtasiga qarab alohida fraktsiyalarga ajratish uchun mo'ljallangan qurilma. Bu doimiy yoki o'zgaruvchan kesimli silindr bo'lib, uning ichida aloqa elementlari - plitalar yoki nozullar mavjud.

Bundan tashqari, deyarli har bir ustunda dastlabki aralashmani (xom spirti) etkazib berish, rektifikatsiya jarayonini kuzatish (termometrlar, avtomatlashtirish) va distillat tanlash uchun yordamchi bloklar mavjud - tizimdan olingan ma'lum bir moddaning bug'i kondensatsiyalanadigan va keyin olinadigan modul. tashqariga.

Eng keng tarqalgan uy dizaynlaridan biri

Xom spirt- distillash ustuniga "quyilishi" mumkin bo'lgan klassik distillash usuli yordamida mashni distillash mahsuloti. Aslida, bu 35-45 darajali quvvatga ega bo'lgan moonshine.

Qayta oqim– deflegmatorda kondensatsiyalangan bug‘ ustun devorlari bo‘ylab oqadi.

Refluks nisbati– balg‘am miqdorining olingan distillat massasiga nisbati. Spirtli distillash ustunida uchta oqim mavjud: bug ', qayta oqim va distillat (yakuniy maqsad). Jarayonning boshida distillat olinmaydi, shunda kolonda issiqlik va massa uzatish uchun etarli miqdorda reflyuks paydo bo'ladi. Keyin spirt bug'ining bir qismi kondensatsiyalanadi va ustundan olinadi, qolgan spirt bug'lari esa normal ishlashini ta'minlab, qayta oqim hosil qilishda davom etadi.

Aksariyat qurilmalarning ishlashi uchun qayta oqim darajasi kamida 3 bo'lishi kerak, ya'ni distillatning 25% olinadi, qolgan qismi kontakt elementlarini sug'orish uchun ustunga kerak bo'ladi. Umumiy qoida: alkogol qanchalik sekinroq namuna olsa, sifati shunchalik yuqori bo'ladi.

Distillash ustunining aloqa moslamalari (plitalar va nozullar)

Ular aralashmani suyuqlik va bug'ga bir necha marta va bir vaqtning o'zida ajratish, keyin bug'ning suyuqlikka kondensatsiyasi - ustunda muvozanat holatiga erishish uchun javobgardir. Boshqa barcha narsalar teng bo'lsa, dizayndagi kontakt qurilmalari qanchalik ko'p bo'lsa, spirtni tozalash nuqtai nazaridan rektifikatsiya shunchalik samarali bo'ladi, chunki fazaviy o'zaro ta'sirning yuzasi kuchayadi, bu butun issiqlik va massa almashinuvini kuchaytiradi.

Nazariy plastinka- muvozanat holatidan chiqish va unga qayta erishishning bir tsikli. Yuqori sifatli spirtli ichimliklarni olish uchun kamida 25-30 ta nazariy plastinka talab qilinadi.

Jismoniy plastinka- haqiqatan ham ishlaydigan qurilma. Bug 'plastinkadagi suyuqlik qatlamidan ko'plab pufakchalar shaklida o'tib, katta aloqa yuzasini hosil qiladi. Klassik dizaynda jismoniy plastinka bitta muvozanat holatiga erishish uchun shartlarning taxminan yarmini ta'minlaydi. Binobarin, distillash ustunining normal ishlashi uchun nazariy (hisoblangan) minimal - 50-60 donadan ikki baravar ko'p jismoniy plitalar talab qilinadi.

Burunlar Ko'pincha plitalar faqat sanoat inshootlariga o'rnatiladi. Laboratoriya va uy distillash ustunlarida nozullar aloqa elementlari sifatida ishlatiladi - maxsus o'ralgan mis (yoki po'lat) sim yoki idishlarni yuvish uchun to'r. Bunday holda, reflyuks bug 'bilan maksimal aloqa maydonini ta'minlab, nozulning butun yuzasi bo'ylab nozik bir oqimda oqadi.

Yuvish matolaridan tayyorlangan nozullar eng amaliy hisoblanadi

Dizaynlar juda ko'p. Uy qurilishi simli qo'shimchalarning kamchiliklari materialning mumkin bo'lgan shikastlanishi (qoraytirish, zanglash zavod analoglari bunday muammolardan xoli);

Distillash ustunining xususiyatlari

Materiallar va o'lchamlar. Ustunli tsilindr, nozullar, kublar va distillyatorlar oziq-ovqat uchun mo'ljallangan, zanglamaydigan, qizdirilganda (teng kengaytirilgan) qotishma xavfsiz bo'lishi kerak. Uy qurilishi dizaynlarida qutilar va bosimli pishirgichlar ko'pincha kub sifatida ishlatiladi.

Uy distillash ustunining quvurining minimal uzunligi 120-150 sm, diametri 30-40 mm.

Isitish tizimi. Rektifikatsiya jarayonida isitish quvvatini nazorat qilish va tezda sozlash juda muhimdir. Shuning uchun, eng muvaffaqiyatli yechim kubning pastki qismiga o'rnatilgan isitish elementlari yordamida isitishdir. Gaz plitasi orqali issiqlik ta'minoti tavsiya etilmaydi, chunki bu harorat oralig'ini tezda o'zgartirishga imkon bermaydi (tizimning yuqori inertsiyasi).

Jarayonni boshqarish. To'g'rilash vaqtida ustun ishlab chiqaruvchisining ko'rsatmalariga rioya qilish kerak, bu ish xususiyatlarini, isitish quvvatini, qaytarilish nisbati va modelning ishlashini ko'rsatishi kerak.

Termometr fraksiyalarni tanlash jarayonini aniq nazorat qilish imkonini beradi

Ikkita oddiy qurilmasiz rektifikatsiya jarayonini nazorat qilish juda qiyin - termometr (to'g'ri isitish darajasini aniqlashga yordam beradi) va spirtli o'lchagich (hosil bo'lgan spirtning kuchini o'lchaydi).

Ishlash. Bu ustunning o'lchamiga bog'liq emas, chunki tortma (quvur) qanchalik baland bo'lsa, ichkarida jismoniy plitalar shunchalik ko'p bo'ladi, shuning uchun tozalash yaxshi bo'ladi. Hosildorlikka isitish quvvati ta'sir qiladi, bu bug 'va qayta oqim oqimlarining tezligini belgilaydi. Ammo agar berilgan quvvat ortiqcha bo'lsa, ustun bo'g'ilib qoladi (ishlashni to'xtatadi).

Uy distillash ustunlarining o'rtacha unumdorligi 1 kVt isitish quvvati bilan soatiga 1 litrni tashkil qiladi.

Bosimning ta'siri. Suyuqliklarning qaynash nuqtasi bosimga bog'liq. Spirtli ichimliklarni muvaffaqiyatli tuzatish uchun ustunning yuqori qismidagi bosim atmosferaga yaqin bo'lishi kerak - 720-780 mmHg. Aks holda, bosim pasayganda, bug 'zichligi pasayadi va bug'lanish tezligi oshadi, bu esa ustunni suv bosishiga olib kelishi mumkin. Agar bosim juda yuqori bo'lsa, bug'lanish tezligi pasayadi, bu esa qurilmani samarasiz qiladi (aralashmaning fraktsiyalarga bo'linishi yo'q). To'g'ri bosimni saqlab turish uchun har bir spirtli distillash ustuni atmosfera bilan aloqa trubkasi bilan jihozlangan.

Uy qurilishi yig'ish imkoniyati haqida. Nazariy jihatdan, distillash ustuni juda murakkab qurilma emas. Dizaynlar uyda hunarmandlar tomonidan muvaffaqiyatli amalga oshiriladi.

Ammo amalda, rektifikatsiya jarayonining jismoniy asoslarini tushunmasdan, asbob-uskunalar parametrlarini to'g'ri hisoblash, materiallarni tanlash va komponentlarni yuqori sifatli yig'ish, uy qurilishi distillash ustunidan foydalanish xavfli faoliyatga aylanadi. Hatto bitta xato yong'inga, portlashga yoki kuyishga olib kelishi mumkin.

Xavfsizlik nuqtai nazaridan, sinovlardan o'tgan (qo'llab-quvvatlovchi hujjatlarga ega) zavodda ishlab chiqarilgan ustunlar yanada ishonchli va ko'rsatmalar bilan birga keladi (ular batafsil ko'rsatilishi kerak). Kritik vaziyat xavfi faqat ikkita omilga bog'liq - ko'rsatmalarga muvofiq to'g'ri yig'ish va ishlatish, ammo bu deyarli barcha maishiy texnika bilan bog'liq muammo, nafaqat ustunlar yoki moonshine rasmlari.

Distillash ustunining ishlash printsipi

Kub uning hajmining maksimal 2/3 qismiga to'ldiriladi. O'rnatishni yoqishdan oldin, ulanishlar va yig'ilishning mahkamligini tekshiring, distillat tanlash moslamasini o'chiring va sovutish suvi bilan ta'minlang. Shundan keyingina siz kubni isitishni boshlashingiz mumkin.

Ustunga oziqlangan alkogolli aralashmaning optimal kuchi 35-45% ni tashkil qiladi. Ya'ni, har qanday holatda, to'g'rilashdan oldin mashni distillash talab qilinadi. Olingan mahsulot (xom spirt) keyin deyarli sof spirt olish, bir ustun qayta ishlanadi.

Bu shuni anglatadiki, uy distillash ustuni klassik moonshine (distiller) uchun to'liq o'rnini bosmaydi va faqat qayta distillash (ikkinchi distillash) o'rnini yaxshiroq bosadigan, lekin ichimlikning organoleptik xususiyatlarini zararsizlantiradigan qo'shimcha tozalash bosqichi sifatida ko'rib chiqilishi mumkin.

Adolat uchun shuni ta'kidlaymanki, distillash ustunlarining aksariyat zamonaviy modellari moonshine harakatsiz rejimida ishlashni talab qiladi. Distillash rejimiga o'tish uchun siz atmosferaga ulanishni yopishingiz va distillatni tanlash moslamasini ochishingiz kerak.

Ikkala armatura bir vaqtning o'zida yopilsa, isitiladigan ustun ortiqcha bosim tufayli portlashi mumkin! Bunday xatolarga yo'l qo'ymang!

Uzluksiz sanoat inshootlarida pyuresi ko'pincha darhol distillanadi, ammo bu uning ulkan o'lchamlari va dizayn xususiyatlari tufayli mumkin. Misol uchun, standart 80 metr balandlikda va 6 metr diametrli quvur bo'lib, unda uy uchun distillash ustunlariga qaraganda bir necha baravar ko'proq aloqa elementlari o'rnatiladi.

Hajmi muhim. Spirtli ichimliklar zavodlarining gazni tozalash nuqtai nazaridan imkoniyatlari uyda tuzatishga qaraganda kattaroqdir

Yoqilgandan so'ng, kubdagi suyuqlik isitgich tomonidan qaynatiladi. Hosil boʻlgan bugʻ ustun boʻylab yuqoriga koʻtariladi, soʻngra qayta oqim kondensatoriga kiradi, u yerda kondensatsiyalanadi (refluks paydo boʻladi) va suyuq holatda quvur devorlari boʻylab ustunning pastki qismiga qaytadi, orqaga qaytish yoʻlida plitalar ustida koʻtarilgan bugʻ bilan aloqa qiladi. yoki nozullar. Isitgichning ta'siri ostida qayta oqim yana bug'ga aylanadi va yuqoridagi bug' yana qayta oqim kondensatori tomonidan kondensatsiyalanadi. Jarayon tsiklik bo'lib, ikkala oqim ham bir-biri bilan doimiy aloqada bo'ladi.

Stabillashtirgandan so'ng (muvozanat holati uchun bug 'va reflyuks etarli), eng past qaynash nuqtasi bo'lgan sof (ajratilgan) fraktsiyalar (metil spirti, atsetaldegid, efirlar, etil spirti) ustunning yuqori qismida, eng yuqori bo'lganlari esa ( fusel moylari) pastki qismida to'planadi. Tanlov davom etar ekan, pastki fraktsiyalar asta-sekin ustunga ko'tariladi.

Ko'pgina hollarda, harorat 10 daqiqa davomida o'zgarmaydigan ustun barqaror deb hisoblanadi (tanlash boshlanishi mumkin) (umumiy isinish vaqti 20-60 minut). Shu paytgacha qurilma "o'z-o'zidan" ishlaydi, bu muvozanatga moyil bo'lgan bug 'va reflyuks oqimlarini yaratadi. Stabilizatsiyadan so'ng, zararli moddalarni o'z ichiga olgan bosh fraktsiyasini tanlash boshlanadi: efirlar, aldegidlar va metil spirti.

Distillash ustuni chiqishni fraktsiyalarga ajratish zaruratini bartaraf etmaydi. An'anaviy moonshine holatida bo'lgani kabi, siz "bosh", "tana" va "quyruq" ni yig'ishingiz kerak. Faqatgina farq - bu mahsulotning tozaligi. To'g'rilash paytida fraktsiyalar "moylanmaydi" - qaynash nuqtalari yaqin, lekin kamida o'ndan bir darajadan farq qiladigan moddalar kesishmaydi, shuning uchun "tana" tanlanganda deyarli toza spirt olinadi. An'anaviy distillash paytida, qanday dizayn ishlatilishidan qat'i nazar, hosilni faqat bitta moddadan tashkil topgan fraktsiyalarga ajratish jismoniy jihatdan mumkin emas.

Agar ustun optimal ish rejimiga o'rnatilgan bo'lsa, unda "tanani" tanlashda hech qanday qiyinchiliklar bo'lmaydi, chunki harorat har doim barqaror.

Rektifikatsiya vaqtida pastki fraktsiyalar ("quyruq") harorat yoki hidga qarab tanlanadi, ammo distillashdan farqli o'laroq, bu moddalarda spirtli ichimliklar mavjud emas.

Organoleptik xususiyatlarni spirtga qaytarish. Ko'pincha, "quyruq" "ruh" ni rektifikatsiya qilingan spirtga qaytarish uchun talab qilinadi - asl xom ashyoning aromati va ta'mi, masalan, olma yoki uzum. Jarayon tugagandan so'ng, to'plangan qoldiqlarning ma'lum miqdori toza spirtga qo'shiladi. Konsentratsiya empirik tarzda oz miqdordagi mahsulot bilan tajriba o'tkazish orqali hisoblanadi.

Rektifikatsiyaning afzalligi suyuqlik tarkibidagi deyarli barcha spirtni sifatini yo'qotmasdan olish qobiliyatidir. Bu shuni anglatadiki, moonshineda olingan "boshlar" va "dumlar" hali ham distillash ustunida qayta ishlanishi va sog'liq uchun xavfsiz bo'lgan etil spirtini ishlab chiqarishi mumkin.

Distillash ustunining suv bosishi

Har bir dizayn bug 'harakatining maksimal tezligiga ega, shundan so'ng kubdagi reflyuks oqimi birinchi navbatda sekinlashadi va keyin butunlay to'xtaydi. Suyuqlik ustunning distillash qismida to'planadi va "suv toshqini" sodir bo'ladi - issiqlik va massa uzatish jarayoni to'xtaydi. Ichkarida keskin bosim pasayib, begona shovqin yoki gurgling paydo bo'ladi.

Distillash ustunini suv bosishining sabablari:

• ruxsat etilgan isitish quvvatidan oshib ketish (eng keng tarqalgan);
• qurilmaning pastki qismini tiqilib qolishi va kubni ortiqcha to'ldirish;
• juda past atmosfera bosimi (baland tog'larga xos);
• tarmoq kuchlanishi 220V dan yuqori - buning natijasida isitish elementlarining kuchi oshadi;
• dizayndagi xatolar va nosozliklar.