Цыганков П.С., Цыганков С.П. Руководство по ректификации спирта – скачать книгу бесплатно полностью

Жанры  |  Рассылка книг (в соцсетях, на email)

скачать полностью книгу Цыганков П.С., Цыганков С.П. Руководство по ректификации спирта

 Скачать бесплатно книгу Цыганков П.С., Цыганков С.П. Руководство по ректификации спирта

 Читать  онлайн  книгу в форматах fb2, epub, pdf, mobi, lrf

заказать книгу в интернет-магазине Перегонка и ректификация в нефтепереработке - Александров И. А. | Купить книгу с доставкой

Цыганков П.С., Цыганков С.П. Руководство по ректификации спирта. –М.: Пищепромиздат, 2001. –400 с. ISBN 5-89703-035-9.

Перегонка спиртовых смесей с помощью ректификационных колонн

Простая перегонка и перегонка с дефлегмацией – периодические процессы. Непрерывную перегонку осуществляют с применением ректификационных колонн (рис. II-5).
Перегонка с применением ректификационных колонн не только дает возможность вести процесс в непрерывном режиме, но и получать компоненты в чистом виде. Разделяемые смеси могут быть двухкомпонентными (бинарными) и многокомпонентными. Рассмотрим процесс ректификации на примере двухкомпонентной смеси.
Физическая сущность процесса ректификации заключается в двустороннем массо- и теплообмене между противоточно движущимися неравновесными потоками пара и жидкости при высокой турбулизации поверхности контактирующих фаз. В результате массообмена пар обогащается легколетучими, а жидкость – труднолетучими компонентами. При определенном числе контактов можно получить пар, состоящий в основном из легколетучих компонентов, а жидкость – из труднолетучих компонентов.

Процесс ректификации осуществляется в специальных аппаратах – ректификационных колоннах. Способ контактирования потоков в колоннах может быть ступенчатым (в тарельчатых колоннах) или непрерывным (в насадочных и пленочных колоннах).
В колоннах специальные контактные устройства (тарелки, насадки) создают условия для максимального контакта взаимодействующих парового и жидкостного потоков. Чтобы в этих потоках шел процесс массо- и теплообмена, на входе в контактное устройство они должны быть неравновесными. При контактировании потоков в результате тепло- и массообмена уменьшаются величина неравновесности и скорость процесса. В идеальном контактном устройстве в результате контакта потоков неравновесность должна достигнуть нуля и процесс массообмена прекратится (Y* и X* равновесны – рис. II-6).

Далее потоки отделяются один от другого и процесс массообмена продолжается на смежном контактном устройстве, но с другими неравновесными по составу потоками пара и жидкости. В результате многократных контактов на последовательных тарелках (ступенях контактирования) состав взаимодействующих потоков существенно изменяется: восходящий паровой поток в колонне обогащается ЛЛК, а жидкостный, стекающий вниз по колонне, обедняется им, т.е. обогащается ТЛК. При достаточно долгом пути контактирования движущихся по колонне навстречу друг другу потоков двухкомпонентной смеси можно получить в конечном счете в верхней части колонны пар, представляющий собой практически чистый ЛЛК, конденсат которого дает дистиллят, а из нижней части колонны (куба) – практически чистый ТЛК, который именуется кубовым остатком (или просто остатком). В главе IV подробно рассматриваются типы и принцип действия контактных устройств.

Жидкостный поток в колонне (флегма) образуется в результате частичной конденсации пара, выходящего из верхней части колонны, в специальных теплообменных аппаратах – дефлегматорах, или вводится на верхнюю тарелку колонны в виде питания.

Обогрев ректификационных колонн – закрытый и открытый

Для создания парового потока в колонне в ее нижнюю часть (в куб) подается соответствующее количество тепла – или за счет непосредственного ввода греющего пара в кубовую жидкость (открытый обогрев колонны), или подачей пара в специальный теплообменник-испаритель; через поверхность теплопередачи последнего теплота конденсации греющего пара передается кипящей кубовой жидкости, из которой образуется паровой поток (закрытый обогрев колонны).

Обогрев колонн открытым паром применяется в том случае, когда конденсат греющего пара не ухудшает качество кубового остатка, не взаимодействуют с продуктами ректификации и не образует новых систем, которые трудно разделить в колонне. При открытом обогреве конденсат греющего пара смешивается с кубовым остатком. При закрытом обогреве требуются пар более высокого давления и наличие поверхности теплопередачи (испарителя).

Ректификационные колонны могут быть полными и неполными (рис. II-7). Полная колонна (рис. II-7, а) состоит из отгонной, или исчерпывающей (нижней) части и концентрационной (верхней). Питание в полную колонну вводится через среднюю часть на верхнюю (питательную) тарелку отгонной части колонны. В полной ректификационной колонне создаются условия для получения практически в чистом виде обоих компонентов бинарной смеси, подлежащей разделению.
Неполная колонна имеет только отгонную часть (рис. II-7, б) или одну концентрационную часть (рис. II-7, в). Питание в неполную отгонную колонну подается на ее верхнюю тарелку, в неполную концентрационную колонну – под нижнюю тарелку (в куб) в парообразном виде.

В неполной отгонной колонне из нижней части (из куба) выводится практически чистый ТЛК, а из верхней части отводится пар, частично обогащенный ЛЛК. Из верхней части неполной концентрационной колонны отводится практически чистый ЛЛК, а снизу остаток, частично обогащенный ТЛК.
В отличие от полной колонны, в неполных колоннах получается только один практически чистый компонент, и для дальнейшего обогащения дистиллята ЛЛК отгонной колонны или остатка концентрационной колонны ТЛК требуется их дальнейшая ректификация.

Что такое флегмовое число в процессах ректификации спиртов

Орошение, необходимое для проведения процесса ректификации в отгонных колоннах, осуществляется путем подачи питания в жидком виде на верхнюю тарелку. Учитывая отсутствие дефлегматоров для создания флегмы в неполных отгонных колоннах, они считаются открытыми.
В полных и неполных концентрационных колоннах орошение производится за счет части конденсата пара, выходящего из колонны. Остальная доля конденсата пара образует дистиллят – верхний продукт колонны, поэтому орошение колонны и отбор дистиллята количественно связаны между собой. Отношение количества конденсата пара (при температуре конденсации), поступающего на орошение колонны (флегмы), L к количеству дистиллята D называется флегмовым числом, или числом флегмы.

Флегмовое число может изменяться от 0 до ∞. При R = 0 (орошение отсутствует) в колонне не будет массообмена, а следовательно, и обогащения пара ЛЛК. Пар будет проходить транзитом по колонне, и процесса ректификации не будет. При R –> ∞ весь конденсат пара, выходящего из колонны, полностью будет поступать на орошение колонны; в этом случае отбор дистиллята равен нулю, колонна работает «сама на себя», не выдавая дистиллята. При непрерывном режиме нижний продукт будет иметь тот же состав, что и питание колонны.

Практически колонна должна работать при 0 < R < ∞. Рабочая величина R определяется на основании технико-экономического расчета.
Отбор дистиллята можно производить после частичной или полной конденсации пара (см. рис. II-8). При первом способе обеспечивается дополнительное обогащение дистиллята ЛЛК за счет частичной конденсации пара (дробная конденсация) и массообмена, происходящего между паром и конденсатом при противоточном движении их в дефлегматоре. При втором способе пар, выходящий из колонны, дистиллят и флегма имеют одинаковый состав, и дефлегматор не дает никакого концентрирующего эффекта.

Теплота конденсации пара обычно отводится водой, промежуточными продуктами, подлежащими нагреванию, или воздухом в специальных воздушных теплообменниках.
В одной полной ректификационной колонне можно разделить на чистые компоненты только бинарную смесь.

Для разделения многокомпонентных смесей на чистые компоненты применяют несколько последовательно установленных колонн. Каждая из колонн разделяет поступающую в нее смесь на дистиллят, который представляет собой один или несколько легколетучих компонентов (легкая фракция), и остаток, который состоит из труднолетучих компонентов (тяжелая фракция). На рис. II-9 представлены два из пяти возможных вариантов схемы разделения четырехкомпонентной смеси на четыре продукта.

Для разделения n-компонентной смеси на чистые компоненты требуется (n–1) колонн. Но на практике многокомпонентные смеси обычно сначала разделяют не на чистые компоненты, а на фракции, которые состоят из нескольких близких по летучести компонентов. При этом предварительно определяют ключевой компонент. В легколетучей фракции ключевым является компонент, обладающий наименьшей летучестью. В труднолетучей фракции ключевым будет компоненте наибольшей летучестью. При выделении одного целевого компонента в первой колонне выделяют, например, легколетучую фракцию, а целевой компонент будет ключевым компонентом в труднолетучей фракции. Далее в другой колонне труднолетучую фракцию разделяют на один ключевой (целевой) компонент и остаток труднолетучей фракции.

Не получается скачать и прочитать книги в форматах djvu, pdf, rar? Прочтите подсказки

Скачайте похожую бесплатную книгу из раздела Производство спирта, водки, настойки:
Поточні технологічні нормативи використання води та водовідведення за видами виробництв спиртової галузі

     

Полный каталог книг для бесплатного скачивания

   
Рейтинг@Mail.ru