Destillatiekolom (fractioneringskolom)- cilindrisch verticaal apparaat, uitgerust met interne apparaten voor warmte- en massaoverdracht en hulpeenheden, ontworpen voor de scheiding van tweecomponenten of meercomponenten vloeibare mengsels in fracties, die elk stoffen met vergelijkbare kookpunten bevatten.

Destillatiekolommen zijn onderverdeeld in:

op basis van het aantal ontvangen producten:

Eenvoudig rectificatiekolommen zorgen voor de scheiding van het oorspronkelijke mengsel (grondstoffen) in twee producten: rectificaat (destillaat), in dampvorm van de bovenkant van de kolom verwijderd, en het residu (lager vloeibaar rectificatieproduct)

Complex Destillatiekolommen scheiden grondstoffen in meer dan twee producten. Er zijn complexe kolommen met de selectie van extra fracties uit de kolom in de vorm van zijriemen en kolommen waarin aanvullende producten worden geselecteerd uit speciale het strippen van kolommen (strippen).

per doel:

1) voor atmosferische en vacuümdestillatie van olie en stookolie

2) voor secundaire destillatie van benzine

3) voor stabilisatie van olie, gascondensaten, onstabiele benzines

4) voor fractionering van raffinaderijen, oliën en natuurlijke gassen

5) voor het afdestilleren van oplosmiddelen bij oliezuiveringsprocessen

6) voor de scheiding van buisovenproducten en katalytische processen voor de verwerking van aardoliegrondstoffen en gassen, enz.

op drukwaarde:

dit zijn kolommen in het bovenste gedeelte waarvan de druk iets hoger is dan atmosferisch (0,1...0,2 MPa). De druk aan de onderkant van de kolom hangt in de regel af van de weerstand interne apparaten en kan de atmosferische waarde aanzienlijk overschrijden. Dergelijke kolommen worden gebruikt voor de destillatie van gestabiliseerde of gestripte olie tot brandstoffracties en stookolie.

werken onder vacuüm (of diepvacuüm). Met andere woorden, de druk daarin is lager dan de atmosferische druk (er ontstaat een vacuüm), wat het mogelijk maakt om te verminderen bedrijfstemperatuur verwerken en ontleding van het product voorkomen. Dergelijke kolommen zijn bedoeld voor het fractioneren van stookolie in vacuüm (diepvacuüm) gasolie of smalle oliefracties en teer.

worden gebruikt bij de stabilisatie of het bijvullen van olie, de stabilisatie van gasbenzine, aardoliedestillatiebenzine en secundaire processen, en de fractionering van raffinaderij of daarmee samenhangende petroleumgassen.

volgens het werkingsprincipe:

worden gebruikt in installaties met lage capaciteit wanneer het nodig is een groot aantal fracties te selecteren en een hoge scheidingshelderheid te hebben. De grondstof wordt in de kubus gegoten tot een hoogte gelijk aan 2/3 van de diameter. Het verwarmen gebeurt met stille stoom. Tijdens de eerste werkingsperiode van de destillatie-eenheid wordt de meest vluchtige component van het mengsel geselecteerd, bijvoorbeeld benzeenkop, en vervolgens componenten met meer hoge temperatuur kokend (benzeen, tolueen, enz.). De componenten met het hoogste kookpunt van het mengsel blijven in de kubus achter en vormen een bodemresidu. Aan het einde van het rectificatieproces wordt dit residu gekoeld en weggepompt. De kubus wordt opnieuw gevuld met grondstoffen en het rectificeren wordt hervat. De periodiciteit van het proces resulteert in een groter warmteverbruik, een lagere arbeidsproductiviteit en minder efficiënt gebruik apparatuur.

Installaties met doorlopende kolommen hebben niet de nadelen van periodieke kolommen. In dergelijke kolommen worden verwarmde grondstoffen geïntroduceerd Destillatiekolom, waar het is verdeeld in vloeibare en dampfasen. Als resultaat van de rectificatie wordt isopentaan uit de bovenkant van de kolom als hoofdproduct gekozen en n-pentaan als residu uit de onderkant van de kolom.

volgens de methode van vloeistofoverdracht tussen de fasen:

1) met transferapparaten (met één, twee of meer)

2) zonder overdrachtsapparaten (fouttype)

volgens de methode voor het organiseren van contact tussen de damp-gas- en vloeistoffase:

Deze kolommen worden bijvoorbeeld gebruikt voor de scheiding van zwaar water. De platen zijn conische schilden met een hellingshoek van 40°. Vaste platen 4 zijn aan de omtrek bevestigd aan het lichaam van de kolom 1, beweegbare platen 3 zijn in het midden aan de as 5 bevestigd en draaien daarmee mee. Roterende platen worden afgewisseld met stationaire platen. Elke 1,5 m hoogte is de as bedekt met kogellagers 6 die zonder smering werken. Voor installatiegemak is de kolom samengesteld uit frames (delen/op flenzen). Het slijm daalt van bovenaf langs de stationaire plaat 4 en stroomt in het midden over op de onderliggende roterende plaat 3. Onder invloed van de middelpuntvliedende kracht beweegt het slijm langs de roterende plaat tot aan de omtrek ervan en vormt het in de vorm van een doorlopende ringvormige film , stroomt over op de stationaire plaat. De dampen bewegen in tegenstroom over het slijm.

In gepakte kolommen vindt contact tussen gas (stoom) en vloeistof plaats op het oppervlak van speciaal gepakte lichamen, maar ook in vrije ruimte tussen hen.

Mondstuk - lichaam gemaakt van inerte materialen Het is ontworpen om een ​​groter contactoppervlak te creëren tussen de vloeistof die er naar beneden stroomt en de opstijgende dampstroom en deze intensief te mengen. Het mondstuk is meestal gemaakt van corrosiebestendig materiaal (keramiek, porselein, glas).

Het mondstuk wordt op platen geplaatst die zijn uitgerust met twee openingen van twee typen: klein - voor de afvoer van irrigatie (reflux) en groot - voor de doorgang van dampen. De mondstuklaag is verdeeld in verschillende kleine lagen van 1-1,5 m hoog, die ze van elkaar scheiden met vrije ruimte.

Hoe kleiner de gepakte ringen, hoe beter het contact tussen damp en reflux, maar hoe hoger de hydraulische weerstand tegen de beweging van damp in de kolom. Bij een bepaalde grenswaarde van de belasting van de gepakte kolom, d.w.z. bij hoge snelheid dampen of vloeistoffen kunnen worden waargenomen “verstikking” van het mondstuk, wanneer de vloeistofstroom stopt en het uitwerpen uit de kolom begint. Het belangrijkste nadeel van gepakte kolommen is de vorming van “dode” zones in de pakking, waar geen dampen of reflux doorheen gaan, wat het contact tussen de massa-uitwisselingsfasen verslechtert en de scheidingsefficiëntie vermindert.

De ontwerpen van mondstukken die worden gebruikt in industriële apparatuur voor olie- en gasraffinage en petrochemie kunnen in twee groepen worden verdeeld: onregelmatige (bulk) en gewone mondstukken.

Gebruikt als onregelmatige (bulk)nozzles vaste stoffen verschillende vormen, in bulk in het lichaam geladen. Als gevolg hiervan wordt een complexe ruimtelijke structuur in de kolom gevormd, waardoor een aanzienlijk fasecontactoppervlak ontstaat.

Onder de in bulk gegoten mondstukken worden op grote schaal Raschig-ringen gebruikt, dit zijn pijpsecties waarvan de hoogte gelijk is aan de buitendiameter. De lage kosten en het gemak van productie van Raschig-ringen maken ze tot een van de meest voorkomende soorten hulpstukken. Naast gladde cilindrische ringen van metaal, keramiek of porselein zijn mondstukken met geribbelde buiten- en (of) binnenoppervlakken ontwikkeld. Om het massaoverdrachtsproces te intensiveren zijn ontwerpen van cilindrische mondstukken met scheidingswanden ontwikkeld.


Mondstuk van Raschig-ringen (1 - afzonderlijke ring; 2 - ringen in bulk; 3 - normaal mondstuk)

Een ander ringhulpstuk, de Pall-ringen, heeft nu industrieel gebruik gevonden. Bij het maken van dergelijke ringen worden twee rijen rechthoekige insnijdingen gemaakt op de zijwanden, verschoven ten opzichte van elkaar, waarvan de bloembladen in het mondstuk zijn gebogen. Het ontwerp van Pall-ringen vergeleken met Raschig-ringen maakt het mogelijk om te vergroten doorvoer en verminder de hydraulische weerstand.

Het zadel dat bekend staat als Intallox-zadels is tegenwoordig het meest voorkomende keramische zadel. Het oppervlak maakt deel uit van een torus. Intallox-zadels hebben dat wel mechanische kracht zorgen voor een uniforme plaatsing van het mondstuk en een goede zelfverdeling van de vloeistof.

IN schotel kolommen contact tussen fasen vindt plaats wanneer stoom (gas) door een vloeistoflaag gaat die zich op een contactapparaat (plaat) bevindt.

Destillatiekolomplaat Het is een horizontale scheidingswand in een kolom; er stroomt een laag vloeistof door de kolom (irrigatie), waardoorheen opstijgende dampen van onderaf borrelen.

In het boek Skoblo A.I., Molokanov Yu.K., Vladimirov A.I., Shchelkunov V.A. De kolomapparaten "Processen en apparaten van olie- en gasraffinage en petrochemie" zijn onderverdeeld in schijf-, verpakte en filmapparaten op basis van het type interne contactapparaten (de auteurs van deze publicatie omvatten filmapparaten waarin de fasen in contact staan ​​met het oppervlak van een dunne vloeistoffilm die langs een verticaal of hellend oppervlak stroomt).

De uitvinding heeft betrekking op massaoverdrachtapparatuur op het gebied van de verwerking van koolwaterstofgrondstoffen, chemische en etenswaren, in het bijzonder op apparaten voor rectificatie, absorptie van aardolieproducten, chemische producten en voedselproducten door producten te scheiden door kookpunten in het proces van massa- en warmte-uitwisseling tussen vloeistof en stoom (gas), en kunnen toepassing vinden in de olieraffinage, chemische, petrochemie, gas, voedingsindustrie. De rectificatiekolom omvat een behuizing met procesaansluitingen, bakken met stoom- en overloopleidingen en in hoogte verstelbare borrelkappen. Het bovenste uiteinde van elke overloopbuis is bevestigd in een plaat met de mogelijkheid van axiale beweging van de buis ten opzichte van deze laatste, en het onderste uiteinde is uitgerust met een plaatvormige geperforeerde schijf, evenals een glas concentrisch met de overloopbuis en daarmee een waterslot vormen. Technisch resultaat: verbetering van de kwaliteit en productiviteit van de kolom voor doelproducten, verhoging van de efficiëntie van de destillatiekolom. 2 ziek.

De uitvinding heeft betrekking op massaoverdrachtsapparatuur op het gebied van de verwerking van koolwaterstofgrondstoffen, chemische en voedingsproducten, in het bijzonder op apparaten voor rectificatie, absorptie van aardolieproducten, chemische en voedingsproducten door deze te scheiden op kookpunt tijdens het massaoverdrachtsproces. tussen vloeistof en stoom, en kan toepassing vinden in de olieraffinage-, chemische, petrochemische, gas- en voedingsindustrie.

Bekend Destillatiekolom voor het scheiden van een driecomponentenmengsel (octrooi 2234356), bevattende een verticaal lichaam met platen en een verticale scheidingswand in de lengterichting die een deel van de platen snijdt en het kolomlichaam in verticale sectoren verdeelt. De kolom bevat een refluxstroomregelaar en een dampfasestroomregelaar.

Er is een kolomvormig apparaat met kapplaten bekend (octrooi 2214852). In dat kolom apparaat bij kapplaten is het lichaam gemaakt van laden; steunringen zijn ingeklemd tussen hun bodems, waarop platen met elastische afdichtingen rusten. Centrale steunen voorzien van sloten. De basis van de plaat is koepelvormig. Alle kolomelementen zijn gemaakt van fluorkunststof en zijn ontworpen voor de verwerking van corrosieve materialen.

Het nadeel van beide kolommen is dat het, vanwege de stijve bevestiging van alle elementen van de kapplaat, niet mogelijk is om technologische parameters te veranderen, zoals bijvoorbeeld de dikte van de vloeistoflaag op de plaat en het verschil in vloeistofniveaus onder de doppen ten opzichte van het niveau op de plaat, waardoor u de bedrijfsmodus van de kolom niet in hoogte kunt wijzigen, afhankelijk van de veranderende eigenschappen van de verwerkte producten, d.w.z. invloed op het proces van warmte- en massaoverdracht in de kolom.

Er is ook een destillatiekolom met dekselplaten bekend, bijvoorbeeld beschreven in het boek "Processes and Apparatuses", D.A. Kutepov, M., Academy, 2005, pp. 182, 183, waarin het nadeel van de bovengenoemde kolommen volgens patenten gedeeltelijk wordt geëlimineerd, zodat in ieder geval de doppen worden vastgezet met de mogelijkheid om hun positie in hoogte aan te passen.

De gespecificeerde destillatiekolom met dopvormige platen, die in technische essentie het dichtst bij de voorgestelde inrichting lag, werd als prototype aangenomen.

Het prototype is echter niet zonder de nadelen die kenmerkend zijn voor bekende kolommen, namelijk dat er geen mogelijkheid is om de dikte van de vloeistoflaag op de plaat aan te passen, en er is ook geen mogelijkheid om het interfase-contactoppervlak te ontwikkelen, dat grotendeels de efficiëntie bepaalt. van het warmte- en massaoverdrachtsproces, d.w.z. efficiëntie van de kolom als geheel.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het elimineren van de genoemde nadelen en het verhogen van de efficiëntie van de kolom.

In wezen wordt het probleem opgelost doordat het bovenste uiteinde van elke overloopbuis in een plaat is bevestigd met de mogelijkheid van axiale beweging van de buis ten opzichte van laatstgenoemde, en het onderste uiteinde is uitgerust met een plaatvormige geperforeerde schijf , evenals een glas concentrisch met de overloopbuis en daarmee een waterslot vormend.

Als een resultaat hiervan technische oplossing het damp-vloeistofmengsel passeert de stoompijp en de dop, borrelt door de scheuren van de dop en komt in contact met de vloeistof op de plaat. Het damp-gasmengsel gaat naar de bovenliggende plaat en de overtollige vloeibare (zware) fractie wordt via de overloopleiding in het waterslotglas afgevoerd, vanwaar het op een geperforeerde plaatschijf terechtkomt. Een deel van de vloeistof stroomt over de zijkant van de schijf en vormt een ringvormige film. Het andere deel van de vloeistof in de vorm van druppels en stromen passeert de perforaties in de schijf en loopt af op de onderliggende plaat. De gemakkelijk verdampende vloeistof, die zich in een film op de plaat bevindt, druppelt, stroomt, verdampt en gaat door de stoomleidingen naar de bovenliggende plaat. Rekening houdend met de verandering in temperatuur, viscositeit van de vloeistof, samenstelling en aggregatietoestand van het medium langs de hoogte van de kolom, is het mogelijk om de verhouding en hoogte (openingen) tussen de stoompijpen en doppen, tussen de overloop, aan te passen pijpen en de glazen waterafdichtingen met schijfschijven, en gebruiken ook de overlooppijpen om de hoogte (en respectievelijk de weerstand tegen borrelen) van vloeistof op de plaat en de open dwarsdoorsnede voor het borrelen van dampen door de sleuven van de plaat te veranderen. de doppen.

Hiermee kunt u het proces van het verdelen van het verwerkte product in gespecificeerde fracties optimaliseren.

Figuur 1 toont schematisch een langsdoorsnede van de kolom.

Figuur 2 is aanzicht A, waarop op vergrote schaal bakken met stoom- en overlooppijpen, beugels met klemmen en stelpennen, stoomdoppen en waterafdichtingen met schijfschijven te zien zijn.

De voorgestelde destillatiekolom bestaat uit een behuizing 1, fitting 2 voor de inlaat van het damp-vloeistofmengsel, fitting 3 voor de vloeistofuitlaat (zware fractie) en fitting 4 voor de dampuitlaat (lichte fractie). Daarnaast bevat de kolom platen 5 met stoompijpen 6 en overlooppijpen 7, evenals doppen 8 en waterslotbekers 9, beugels 10 met klemmen 11, pennen 12, dwarsstrippen 13 en geperforeerde schijven 14.

De voorgestelde kolom werkt als volgt. Het initiële damp-vloeistofmengsel wordt via fitting 2 in de kolom gevoerd. Dampen via stoompijpen 6 komen de holte van de doppen 8 binnen, verdringen de vloeistof daaruit door de sleuven van de doppen 8, waarna het stoommengsel in de doppen begint te borrelen. vloeistoflaag buiten de doppen 8, en een lichter damp-gasmengsel komt de plaat erboven binnen. De zware fractie condenseert in deze vloeistof op een plaat, komt via overlooppijpen 7 in het waterslotglas 9, stroomt over de randen van het glas 9 en valt op de geperforeerde schijven 14. De vloeistof loopt vervolgens uit deze schijven weg via de zijkanten van het glas. schijven in de vorm van een film, evenals door de perforaties van de schijven in de vorm van druppels en stromen.

Het uitrusten van de ondereinden van de overlooppijpen 7 met schijfvormige overloopschijven 14 zorgde voor een aanzienlijke toename van het oppervlak als gevolg van de uitstroom van vloeistof uit deze schijven in de vorm van een film, druppels en stralen, wat op zijn beurt de efficiëntie van het warmte- en massa-uitwisselingsproces in de kolom als geheel.

In het geval van verstopping van stoomkappen en overloopleidingen is het mogelijk deze te demonteren en te reinigen van verontreinigingen en ze vervolgens te installeren via luiken in het kolomlichaam, waardoor de tijd en arbeidskosten voor het reinigen en reinigen aanzienlijk worden verminderd. Onderhoud kolommen.

Door de hoogte van de overlooppijp (en de vloeistoflaag) op de plaat te veranderen, in combinatie met een geperforeerde schijf op de overlooppijp, werd het dus mogelijk om het vloeistofniveau op de plaat te optimaliseren en het grensvlakcontactoppervlak op elke plaat aanzienlijk te vergroten. plaat, de totale hoogte van de vloeistofkolom (weerstand) in de kolom, bedrijfsmodus van de kolom in hoogte, warmte- en massaoverdrachtsoppervlak afhankelijk van de veranderende eigenschappen van de verwerkte producten (kookpunt, vloeistofviscositeit, mengselsamenstelling).

Dit maakt het mogelijk om producten in duidelijkere fracties te scheiden en daarmee de kwaliteit van de doelproducten te verbeteren. De hierboven geschetste voordelen leiden tot een aanzienlijke verhoging van de efficiëntie van de kolom.

1. Rectificatiekolom, omvattende een behuizing met procesaansluitingen, bakken met stoom- en overlooppijpen, alsmede in hoogte verstelbare borrelkappen, met het kenmerk, dat het boveneinde van elke overstortpijp is vastgezet in een plaat met de mogelijkheid tot axiale beweging van de pijp ten opzichte van laatstgenoemde, en het onderste uiteinde is uitgerust met een schijfvormige geperforeerde schijf, evenals een glas concentrisch met de overlooppijp en daarmee een waterslot vormend.

Vergelijkbare patenten:

De uitvinding heeft betrekking op het ontwerp van contactapparaten voor absorptieplaten, gelijkrichters en andere warmte- en massaoverdrachtsapparaten uitgerust met overloopapparaten, en kan worden gebruikt in de chemische, gas-, petrochemische, voedsel-, energie-, mijnbouw- en aanverwante industrieën.

De uitvinding heeft betrekking op massaoverdrachtsapparatuur op het gebied van de verwerking van koolwaterstofgrondstoffen, chemische en voedselproducten, in het bijzonder op apparaten voor rectificatie, absorptie van aardolieproducten, chemische en voedselproducten door producten te scheiden op basis van kookpunt tijdens het proces van massaoverdracht tussen vloeistof en stoom (gas), en kan toepassing vinden in de olieraffinage, chemische, petrochemische, gas- en voedingsindustrie. De rectificatiekolom omvat een behuizing met procesaansluitingen, bakken met stoomleidingen en overloopinrichtingen, evenals doppen met verticale sleuven. De horizontale randen van de dopgleuven zijn voorzien van mesjes met buiten doppen radiaal en horizontaal. Het technische resultaat is een verhoging van de efficiëntie van het massaoverdrachtsproces in de destillatiekolom als geheel. 3 ziek.

De uitvinding heeft betrekking op een verbeterde werkwijze voor het produceren van para-tert-butylfenol door alkylering van fenol met isobuteen op een heterogeneatalysator, scheiding van de reactiemassa die fenol, para-tert-butylfenol, ortho-tert-butylfenol, 2, bevat. 4-di-tert-butylfenol, hoogkokende onzuiverheden, door vacuümrectificatie in twee kolommen met de selectie van fenol en ortho-tert-butylfenol in de vorm van een destillaat. In dit geval wordt de reactiemassa onderworpen aan roterende filmverdamping om hoogkokende onzuiverheden ervan af te scheiden, het commerciële product wordt geïsoleerd in een extra destillatiekolom in de vorm van een destillaat, vacuüm lijn Er wordt absorptievangst van niet-gecondenseerde dampen van para-tert-butylfenol uitgevoerd, de bodem van de kolom voor het scheiden van het commerciële product, dat 2,4-di-tert-butylfenol en para-tert-butylfenol bevat, wordt naar de trap gerecirculeerd van de alkylering van fenol met isobuteen. De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het implementeren van een werkwijze voor het produceren van para-tert-butylfenol. De werkwijze maakt het mogelijk om een ​​product te verkrijgen hoge graad zuiverheid en hoge opbrengst. 2 n.p. vlieg, 1 ill.

De uitvinding heeft betrekking op het gebied van de radionuclidentechnologie en kan zowel in technologische processen, met behulp van moleculair tritium en tritiumhoudende verbindingen, en voor Grondige reiniging gaslozingen uit tritium van bedrijven uit de nucleaire industrie bij het oplossen van milieuproblemen. De methode voor het zuiveren van gassen uit getritieerde waterdamp is dat de gasstroom wordt aangevoerd van onder een isotopenuitwisselingskolom in tegenstroom, gevuld met een spiraalvormig prismatisch mondstuk gemaakt van van roestvrij staal en er wordt een stroom van boven de kolom toegevoerd natuurlijk water, en het proces wordt uitgevoerd op kamertemperatuur en de hoogte van de kolom wordt geselecteerd op basis van de vereiste mate van gasdetritiatie. Het technische resultaat van de uitvinding is het verhogen van de zuiveringsgraad en het overschakelen naar een continue modus van het gasdetritatieproces. 2 ill., 1 tab., 2 ex.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van thermodestructieve processen voor het verwerken van zware olieresiduen, die kan worden toegepast in de olieraffinage-, petrochemische- en gasindustrie. De inrichting, die een reactie-destillatieapparaat is, omvat een behuizing, een verbrandingskamer, fittingen voor het aanvoeren van grondstoffen, brandstof, oxiderend gas en het verwijderen van reactieproducten en verbrandingsgassen. In dit geval bevindt de verbrandingskamer zich in het onderste deel van het apparaat en is deze door middel van een fitting hermetisch verbonden met het apparaatlichaam; in het onderste deel van de verbrandingskamer bevindt zich een watertoevoerfitting, en de grondstofinvoerfitting bevindt zich boven de en ertussen bevindt zich een mengsectie; Boven de grondstofinvoer bevinden zich nog minstens twee secties: scheiding en dampcondensatie. Het technische resultaat is een vermindering van het energieverbruik, het metaalverbruik en de afmetingen van de apparatuur, een toename van de operationele betrouwbaarheid en veiligheid vanwege het feit dat de mogelijkheid van verkooksing en verbranding van leidingen wordt geëlimineerd. 5 ziek.

De uitvinding kan worden toegepast in de cokesindustrie. De rectificatiekolom voor een vertraagde cokesinstallatie omvat een verstevigingsdeel (1) met destillatieplaten (26) en een stripdeel (2), waarin een straalwaskamer (27) en een schuin schot (33) met een zak (34) ) uitgerust met een fitting (10) bevinden zich ) voor het verwijderen van superzware verkooksingsgasolie, gelegen tussen de invoerfittingen voor de grondstoffen (6) en de dampinvoer uit de verkooksingskamer (7, 8). Tussen de straalwaskamer (27) en het schuine schot (33) met een zak (34) is een tussenschot (28) geïnstalleerd, voorzien van aftakleidingen (29) met keerplaten (30) en een zak (31) voor het verwijderen van zware gasolie die na het wassen is verontreinigd. De uitvinding maakt het mogelijk om de energie-intensiteit van het vertraagde verkooksingsproces 1,1-1,3 keer te verminderen. 1 ziek.

De uitvinding heeft betrekking op de chemische, petrochemische, metallurgische, energie-, farmaceutische en voedingsmiddelenindustrie. Het warmte- en massa-uitwisselingsapparaat bevat een behuizing (1) met pijpen voor het aan- en afvoeren van vloeistof en gas, een roterende trommel (3) met radiale bladen (6) gelegen op het binnenoppervlak over de gehele lengte van de trommel, gelegen in de behuizing op een as. De trommel (3) heeft een massieve zijwand en is voorzien van einddeksels waarin rondom de as radiale gaten zijn gemaakt voor het doorlaten van gas en vloeistof. Radiale messen zijn gemaakt van plaatmateriaal en zijn gebogen in twee delen van het vel met verschillende breedtes, en de gaten in de einddeksels van de trommel zijn zo gemaakt dat ze het eindgedeelte van de messen niet overlappen. De uitvinding maakt het mogelijk om het meeslepen van vloeistofdruppels te verminderen en als gevolg daarvan de efficiëntie van warmte- en massaoverdrachtsprocessen in het gas-vloeistofsysteem te vergroten. 2 salaris vlieg, 4 ill.

De uitvinding heeft betrekking op een rectificatie-inrichting voor het zuiveren van water van verontreinigingen in de vorm van watermoleculen die zware isotopen van waterstof en zuurstof bevatten. Het apparaat bevat een destillatiekolom die onder vacuüm werkt, een verdamper, een condensor en een warmtepomp. In dit geval bestaat de destillatiekolom uit twee coaxiale buizen met diameters D1 en D2, met D1>D2 en (D1-D2)/2<300 мм, со слоем насыпной насадки, расположенным в зазоре между ними, при этом распределитель жидкости вверху колонны имеет не менее 800 точек орошения па квадратный метр площади сечения насадочной части колонны. Изобретение обеспечивает повышение производительности и снижение энергетических затрат. 4 з.п. ф-лы, 5 ил., 4 табл., 3 пр.

De uitvinding heeft betrekking op massaoverdrachtsapparatuur op het gebied van de verwerking van koolwaterstofgrondstoffen, chemische en voedingsproducten, in het bijzonder op apparaten voor rectificatie, absorptie van aardolieproducten, chemische en voedingsproducten door het scheiden van producten op kookpunt in het proces van massa en warmte. uitwisseling tussen vloeistof en stoom, en kan toepassing vinden in de olieraffinage-, chemische, petrochemische, gas- en voedingsindustrie

Een destillatiekolom met dop is een industrieel apparaat dat voornamelijk wordt gebruikt bij de productie van ruwe alcohol in grote distilleerderijen en wodkafabrieken. Niet iedereen kan het onder amateuromstandigheden gebruiken, laat staan ​​​​het met hun eigen handen doen.

Fabriekskapkolom

Dit komt niet omdat de structuur te complex is, maar de vervaardiging ervan vereist speciaal gereedschap of hoge vaardigheden. Elke gekwalificeerde monteur, of iemand die weet hoe hij met standaard handgereedschap moet werken, kan de constructie van een kapkolom in een thuiswerkplaats aan. Alle componenten van de dopkolom kunnen eenvoudig in een winkel of online worden gekocht. Het is niet moeilijk om ze met uw eigen handen te monteren met behulp van apparatuur die in elke garage verkrijgbaar is. Met bepaalde vaardigheden kunnen veel delen van de kolom onafhankelijk worden gemaakt.

Als u besluit om met uw eigen handen een maneschijn te bouwen die nog steeds is uitgerust met een dopkolom, moet u niet vergeten dat de afmetingen van het apparaat hier een zeer belangrijke rol spelen. Als je de verhoudingen schendt, krijg je in plaats van een destillatiekolom van het doptype een gewone distilleerder, die nog slechter werkt dan een klassiek ontworpen apparaat.

Werkingsprincipe van een dopkolom

De klokkolom werkt volgens het principe van warmte- en massaoverdracht tussen stoom die van onderaf opstijgt, uit de verdamper, en gekoelde reflux die van bovenaf naar beneden stroomt. Doppen of platen dienen om het contactoppervlak van verwarmde stoom en vloeistof te vergroten. Het aantal punten waar stoom vloeibaar wordt en waar de vloeistof opnieuw verdampt, is afhankelijk van het aantal platen. Alcoholhoudende damp condenseert niet alleen op de binnenwanden van de kolom, maar ook op het oppervlak van de platen. Ze hebben de vorm van een halve bol, convex naar boven gericht.

De reflux die op het buitenoppervlak condenseert, stroomt door de overloopgaten naar beneden en valt op de onderste plaat, verwarmd tot een hogere temperatuur. De alcohol en andere laagkokende fracties worden opnieuw verdampt en vloeistoffen met een hoger kookpunt (foezeloliën en water) stromen terug naar de verdamper, waar ze in de vorm van een waterige oplossing achterblijven.

Wanneer alcoholdamp door een kolom van 50 centimeter hoog gaat en er 8-10 doppen in zijn geïnstalleerd, vindt het proces van het omzetten van de vloeistof in stoom en terug minstens 30-40 keer plaats. Deze hoeveelheid wordt de reinigingsfactor genoemd. Als je bij de kenmerken van industrieel vervaardigde dopkolommen, die je gemakkelijk op internet kunt kopen, leest dat hun zuiveringsverhouding 20 of 50 is, betekent dit niet dat de alcohol zo vele malen zuiverder wordt, maar karakteriseert het alleen de kenmerken van de technologisch proces.

Uiteraard geldt: hoe hoger de frequentie, hoe beter de kwaliteit van de alcohol en hoe minder onzuiverheden deze bevat. De verhouding tussen de diameter en de hoogte van de kolom moet minimaal 1 op 8 zijn; dit zijn de optimale afmetingen voor zowel industriële als amateurinstallaties. Als de kolom omhoog gaat, wordt de stoom verrijkt met alcohol en worden onzuiverheden eruit verwijderd, versterkt, daarom worden dergelijke kolommen vaak versterkingskolommen genoemd.

Kenmerken van werk

Als je de puree op een klokvormige kolom gaat destilleren, moet je onthouden dat tijdens het destillatieproces alleen de staarten van de maneschijn worden afgesneden; gebruik gefractioneerde destillatie en selecteer het geschatte aantal koppen, zoals bij het werk in een conventionele distilleerder. Als u ruwe alcohol distilleert, is de selectie van de koppen niet langer vereist; deze worden verwijderd in het stadium van de primaire destillatie.

Het is heel gemakkelijk om het temperatuurregime van destillatie op een dopkolom te handhaven - de temperatuur op de bovenste thermometer (dichtbij de uitlaatpijp van de kolom) moet 72-75 graden Celsius zijn. Bij het opnieuw distilleren kan de temperatuur worden verhoogd tot 78 C, de kwaliteit van de resulterende ruwe alcohol zal niet te veel verslechteren.

Vervaardiging van een dopkolom

Het is niet moeilijk om met je eigen handen een klokvormige kolom te maken als je een van de moeilijkste componenten hebt om te maken: klokvormige platen. U kunt ze kopen op de overeenkomstige websites op internet. In de meeste gevallen worden borden verkocht vanuit China. Maar je hoeft niet te kiezen: het product is te specifiek en slechts een paar werkplaatsen produceren het. Zelf werkplaten maken is best lastig, maar wel mogelijk.

Hiervoor heeft u koperen of roestvrijstalen platen nodig, waaruit cirkels worden gesneden die gelijk zijn aan de binnendiameter van de hoofdpijp van de kolom. De kolom zelf is gemaakt van glazen, koperen of roestvrijstalen buizen, met een diameter van 8-10 mm en een lengte (hoogte) van ongeveer 75 cm. Glazen kolommen, aangeboden door veel fabrikanten, zijn populair vanwege het feit dat het borrelt proces kan worden waargenomen - dit is een nogal spectaculair gezicht. Maar het materiaal heeft weinig effect op de prestaties van de kolom.

In de uitgesneden schijven worden 4 gaten met een diameter van 1-1,5 mm gemaakt en er worden koperen of roestvrijstalen buizen van ongeveer 1,5 cm hoog in gestoken. Ze dienen om stoom van onder naar boven door te laten. Langs de randen van de schijf zijn twee gaten gemaakt. Hun diameter is ongeveer 10 mm. Er worden ook buizen in gestoken, maar kleiner in hoogte - 1,5-0,8 cm. De verbindingen van de buizen en schijven zijn gesoldeerd.

Koperen platen voor kolom

Op de uiteinden van de middelste buizen worden doppen geplaatst, zodat ze het oppervlak van de schijf raken. Het bovenste deel van de buizen is rond de omtrek geperforeerd met gaten met een diameter van 1-2 mm om stoom te laten ontsnappen. Hoe meer er zijn, hoe beter. De onderranden van de doppen worden tot een hoogte van 0,5 cm gezaagd. Ze moeten 2 mm onder de snede van de zijbuizen liggen.

Het is moeilijk om klassieke halfronde doppen te maken, dus je kunt ze kegelvormig of glasvormig maken. Ze kunnen met zelftappende schroeven of koppelingen aan de stoomleidingen worden bevestigd. Het plaatsamenstel vertegenwoordigt één werkelement. In een kolom met de opgegeven hoogte moeten er minimaal 5 zijn, maximaal - 8.

Om het gemakkelijker te maken om de platen in de kolom te plaatsen en ze te verwijderen voor reiniging, worden ze op een pen met een diameter van 5-8 mm geplaatst en met moeren op gelijke afstand van elkaar vastgezet. De bovenrand van de kolom is via een stoomleiding verbonden met een doorstroomkoelkast. Thermometers worden bovenaan de kolom en op de kubus geïnstalleerd. Om het gemakkelijker te maken om het plaatsamenstel van het lichaam te installeren en te verwijderen, is de bovenkant van de kolom gemaakt in de vorm van een schroefdop. De stoomuitlaatpijp wordt 1-1,5 cm onder het draadniveau geïnstalleerd.

Hoe het werkt

Video over het maken van een hoofdkolom:

Stoom uit het blokje met puree stijgt op en vult via de stoompijpen de ruimte boven de eerste plaat. Daar condenseert het en bezinkt het als vloeistof op het oppervlak. Wanneer het niveau hoger wordt dan de sleuven op de doppen, breekt stoom door de vloeistof en verwijdert, als gevolg van het borrelende fenomeen, de resterende alcoholdamp eruit en stijgt op en komt in een andere plaat terecht. Daar herhaalt het proces zich.

Wanneer het niveau van het slijm op de plaat boven de snede van de gietbuis stijgt, stroomt het naar beneden in de kubus. Naarmate de stoom opstijgt, wordt deze rijker aan alcohol en is hij, nadat hij door de laatste plaat is gegaan, vrijwel volledig bevrijd van onzuiverheden.

Een dopvormige destillatiekolom werkt het meest effectief bij het opnieuw destilleren van maneschijn verkregen in een conventionele maneschijnstiller, maar er kan ook primair beslag op worden gedestilleerd. Toegegeven, het proces zal vrij langzaam verlopen.

Geplaatst op http://www.allbest.ru/

Invoering

Rectificatie(van het Latijnse rectus - correct en facio - ik doe) - scheiding van homogene vloeistofmengsels in vrijwel zuivere componenten, verschillend in kookpunten, door herhaalde verdamping van vloeistof en condensatie van damp. Dit is het belangrijkste verschil tussen rectificatie en distillatie, waarbij, als gevolg van een enkele cyclus van gedeeltelijke verdamping-condensatie, slechts een voorlopige scheiding van vloeistofmengsels wordt bereikt. Stoom- en vloeistofstromen tijdens het rectificatieproces, die in tegenstroom bewegen, komen herhaaldelijk met elkaar in contact in speciale apparaten - destillatiekolommen. Een deel van de stoom (of vloeistof) die het apparaat verlaat, wordt na condensatie (voor stoom) of verdamping (voor vloeistof) teruggevoerd. Deze tegenstroombeweging van de contactstromen gaat gepaard met processen van warmte-uitwisseling en massaoverdracht, die in elk contactstadium overgaan naar een evenwichtstoestand; tegelijkertijd worden de opstijgende stoomstromen voortdurend verrijkt met meer vluchtige stoffen laagkokende component (LC), en de stromende vloeistof is minder vluchtig - hoog kookpunt (HC). Door dezelfde hoeveelheid warmte te gebruiken als tijdens de destillatie, maakt rectificatie het mogelijk een grotere extractie en verrijking van de gewenste component of groep componenten te bereiken. Bij rectificatie wordt onderscheid gemaakt tussen continu en periodiek. Bij continue rectificatie wordt het te scheiden mengsel continu aan de destillatiekolom toegevoerd en worden continu twee of meer fracties, verrijkt met enkele componenten en gecombineerd met andere, uit de kolom verwijderd. De volledige kolom bestaat uit 2 secties - versterkend en uitputtend. Het initiële mengsel (meestal op kookpunt) wordt in de kolom gevoerd, waar het wordt gemengd met de geëxtraheerde vloeistof en langs de contactinrichtingen (platen of mondstuk) van het uitlaatgedeelte stroomt in tegenstroom met de stijgende stoomstroom. Nadat de bodem van de kolom is bereikt, wordt de vloeistofstroom, verrijkt met zeer vluchtige componenten, in de kolomkubus gevoerd. Hier wordt de vloeistof gedeeltelijk verdampt door verwarming met een geschikt koelmiddel, en komt de stoom weer in het uitlaatgedeelte terecht. De stoom die uit deze sectie komt, komt in de versterkingssectie terecht. Nadat de stoom, verrijkt met vluchtige componenten, er doorheen is gegaan, komt hij in de refluxcondensor terecht, waar hij meestal volledig wordt gecondenseerd met een geschikt koelmiddel. De resulterende vloeistof wordt verdeeld in 2 stromen: destillaat en reflux. Destillaat is een productstroom, en reflux gaat het versterkingsgedeelte irrigeren, via de contactapparaten waarvan het stroomt. Een deel van de vloeistof wordt van de bodem van de kolom verwijderd in de vorm van een bodemresidu. De verhouding tussen de hoeveelheid reflux en de hoeveelheid destillaat wordt aangegeven met R en wordt gebeld refluxverhouding. Dit nummer is een belangrijk kenmerk van het rectificatieproces: hoe hoger R, hoe hoger de bedrijfskosten van het proces. Met behulp van het concept kunnen de minimaal benodigde warmte- en koudekosten worden bepaald die gepaard gaan met het uitvoeren van een specifieke scheidingstaak minimale refluxverhouding. De minimale refluxverhouding wordt gevonden door berekening op basis van de aanname dat het aantal contactapparaten, of de totale hoogte van het mondstuk, naar oneindig neigt. Als het initiële mengsel continu in een aantal fracties groter dan twee moet worden verdeeld, wordt een seriële of parallelle serieschakeling van kolommen gebruikt. Bij periodieke rectificatie het initiële vloeibare mengsel wordt gelijktijdig in de kolomkubus geladen, waarvan de capaciteit overeenkomt met de gewenste productiviteit. Dampen uit de kubus komen de kolom binnen en stijgen naar de refluxcondensor, waar ze worden gecondenseerd. In de beginperiode keert al het condensaat terug naar de kolom, wat overeenkomt met het volledige irrigatieregime. Het condensaat wordt vervolgens verdeeld in reflux en destillaat. Terwijl het destillaat wordt geselecteerd (hetzij bij een constante refluxverhouding, hetzij met een verandering ervan), worden eerst de zeer vluchtige componenten uit de kolom verwijderd, vervolgens de matig vluchtige componenten, enz. De vereiste fractie (of fracties) wordt in de juiste verzameling geselecteerd. . De bewerking gaat door totdat het aanvankelijk geladen mengsel volledig is verwerkt. Apparaten die worden gebruikt voor rectificatie - rectificatiekolommen - bestaan ​​​​uit de kolom zelf, waar tegenstroomcontact van stoom en vloeistof plaatsvindt, en apparaten waarin verdamping van vloeistof en condensatie van stoom plaatsvindt - een kubus en een refluxcondensor. De kolom is een verticaal staande holle cilinder, waarin platen (contactapparaten met verschillende ontwerpen) zijn geïnstalleerd of een gevormd stuk materiaal - een mondstuk - is geplaatst. De kubus- en refluxcondensor zijn meestal pijpenbundelwarmtewisselaars (er worden ook buisovens en rotatieverdampers gebruikt). Het doel van de trays en het mondstuk is om het grensvlakoppervlak te ontwikkelen en het contact tussen vloeistof en damp te verbeteren. De platen zijn meestal uitgerust met een apparaat voor het overstromen van vloeistof. Als pakking voor destillatiekolommen worden meestal ringen gebruikt waarvan de buitendiameter gelijk is aan hun hoogte. De meest voorkomende zijn Raschig-ringen en hun verschillende aanpassingen. In zowel gepakte als schijfkolommen wordt de kinetische energie van stoom gebruikt om de hydraulische weerstand van contactapparaten te overwinnen en om een ​​dynamisch verspreid systeem van stoom-vloeistof met een groot grensvlak te creëren. Er zijn ook destillatiekolommen met mechanische energietoevoer, waarbij een verspreid systeem wordt gecreëerd door een rotor te roteren die langs de as van de kolom is gemonteerd. Roterende apparaten hebben een lagere drukval over de hoogte, wat vooral belangrijk is voor vacuümkolommen. De berekening van een destillatiekolom komt neer op het bepalen van de belangrijkste geometrische afmetingen van de kolom: diameter en hoogte. Beide parameters worden grotendeels bepaald door de hydrodynamische bedrijfsmodus van de kolom, die op zijn beurt afhangt van de snelheden en fysische eigenschappen van de fasen, evenals van het type pakking. Rectificatie wordt veel toegepast, zowel op industriële, preparatieve als laboratoriumschaal, vaak in combinatie met andere scheidingsprocessen zoals adsorptie. Extractie en kristallisatie. Rectificatie is ook toepasbaar voor de productie van individuele fracties en individuele koolwaterstoffen uit aardoliegrondstoffen in de olieraffinage- en petrochemische industrie. Rectificatie wordt op grote schaal toegepast in veel industrieën: cokeschemische, houtchemische, voedingsmiddelen-, chemisch-farmaceutische industrieën, enz. Recentelijk is rectificatie steeds praktischer geworden in verband met de oplossing van zulke belangrijke problemen als de zuivering van stoffen en de isolatie van waardevolle componenten uit afval of natuurlijke mengsels. Dit omvat de isolatie van stabiele isotopen van een aantal lichte elementen. Rectificatie als reinigingsmethode heeft een aantal onmiskenbare voordelen, waarvan de belangrijkste is dat het proces niet de introductie vereist van middelen die op zichzelf een bron van vervuiling kunnen zijn.

1. Eisen aan het ontwerp van destillatiekolommen

Typisch wordt een destillatiekolom gemaakt in de vorm van een cilinder gevuld met speciale verdeelinrichtingen om een ​​contactoppervlak te creëren tussen de vloeibare fase die van bovenaf naar beneden stroomt en de dampen die ernaartoe stijgen. Het ontwerp van destillatiekolommen wordt doorgaans geleid door de vereisten voor het ontwerp van elk chemisch apparaat (goedkoop, onderhoudsgemak, hoge productiviteit, sterkte, corrosieweerstand, duurzaamheid, enz.). Daarnaast gelden de volgende specifieke vereisten voor het ontwerp van de kolom moet rekening worden gehouden met:

De kolom moet een maximale doorvoercapaciteit hebben voor de damp- en vloeistoffase;

Contactapparaten moeten een maximaal contactoppervlak tussen fasen bieden met maximale massaoverdrachtsefficiëntie;

De kolom moet over de gehele dwarsdoorsnede stabiel en gelijkmatig functioneren onder een breed scala aan belastingen;

De hydraulische weerstand van schakelapparatuur moet minimaal zijn. De wens om maximaal aan deze eisen te voldoen, evenals de specifieke eigenschappen van de te scheiden mengsels (warmteontwikkeling, agressiviteit, verkooksing, vorming van thermopolymeren, etc.), leidt tot een verscheidenheid aan typen destillatiekolommen.

2. Classificatie van kolomapparaten

2.1 Classificatie afhankelijk van de relatieve beweging van de fasen

Kenmerken van de apparaten kruisstroom en volledige menging is dat de interactie van fasen in deze apparaten wordt uitgevoerd door de dampfase door de vloeibare fase te laten borrelen. Daarom worden deze groepen meestal gecombineerd onder de algemene naam bellenkolommen; aangezien stoom die door een vloeistoflaag borrelt plaatsvindt op platenplaten die zijn uitgerust met speciale apparaten voor het introduceren van stoom en stromende vloeistof, worden deze twee groepen destillatiekolommen ook wel genoemd schijfvormig. Complete mengkolommen verschillen van kruisstroomkolommen, voornamelijk door de afwezigheid van overloopinrichtingen voor vloeistof. De vloeistof stroomt via dezelfde gaten waar de stoom doorheen stijgt naar de onderliggende platen. Als gevolg hiervan worden complete mengplaten genoemd mislukt. IN tegenstroom- en directstroomkolommen de stoomstroom interageert met de vloeistof die in de vorm van een dunne film over het oppervlak van een speciaal mondstuk stroomt. Daarom worden deze twee groepen destillatiekolommen meestal gecombineerd onder de algemene naam film of verpakt. De meest voorkomende zijn bellenkolommen. De werkruimte van deze kolommen is verdeeld in secties gevormd door platen.

2.2 Classificatie van platen

Bij het kwantitatief berekenen van de werking van destillatiekolommen wordt het concept gebruikt theoretische plaat(een hypothetisch contactapparaat waarin thermodynamisch evenwicht tot stand wordt gebracht tussen de damp- en vloeistofstromen die het verlaten, dat wil zeggen dat de concentraties van de componenten van deze stromen aan elkaar gerelateerd zijn door een verdelingscoëfficiënt). Elke echte destillatiekolom kan worden geassocieerd met een kolom met een bepaald aantal theoretische schotels, waarvan de invoer- en uitvoerstromen, zowel qua grootte als qua concentratie, samenvallen met de stromen van de echte kolom. Bepaal op basis hiervan efficiëntie kolommen als de verhouding tussen het aantal theoretische platen dat overeenkomt met deze kolom en het aantal daadwerkelijk geïnstalleerde platen. Voor gepakte kolommen kan de HETP-waarde (hoogte equivalent aan een theoretische plaat) worden bepaald als de verhouding van de hoogte van de gepakte laag tot het aantal theoretische platen waarmee deze equivalent is in zijn scheidende werking.

A) dop kolommen(Fig. a) worden meestal gebruikt in destillatie-eenheden. Dampen van de vorige plaat komen de stoompijpen van de doppen binnen en borrelen door een laag vloeistof waarin de doppen gedeeltelijk zijn ondergedompeld. Bij het borrelen van stoom door een vloeistof worden drie belmodi onderscheiden:

bellenmodus (stoombellen in de vorm van individuele bellen die een ketting vormen nabij de wand van de dop);

jet-modus (individuele stoombellen versmelten tot een continue stroom);

fakkelmodus (individuele dampbellen versmelten tot een gemeenschappelijke stroom die op een fakkel lijkt).

De doppen hebben gaten of gekartelde sleuven die de damp in kleine stromen verdelen om het contactoppervlak met de vloeistof te vergroten. Overloopbuizen dienen voor de aan- en afvoer van vloeistof en het regelen van het vloeistofniveau op de plaat. Het belangrijkste gebied van massaoverdracht en warmte-uitwisseling tussen damp en vloeistof, zoals uit onderzoek is gebleken, is de laag schuim en spatten boven de plaat, ontstaan ​​als gevolg van stoombellen. De hoogte van deze laag hangt af van de grootte van de doppen, de diepte van hun onderdompeling, de stoomsnelheid, de dikte van de vloeistoflaag op de plaat, de fysieke eigenschappen van de vloeistof, enz.

Opgemerkt moet worden dat naast kapplaten ook klep-, gegroefde, S-vormige, schilferige, falende en andere plaatontwerpen worden gebruikt. Het voordeel van dopvormige bakken is een bevredigende werking bij een breed scala aan vloeistof- en stoombelastingen, evenals lage bedrijfskosten.

B) zeef platen(Fig. b) worden hoofdzakelijk gebruikt voor de rectificatie van alcohol en vloeibare lucht. De toegestane vloeistof- en stoombelastingen voor hen zijn relatief klein en het regelen van hun werkingsmodus is moeilijk. Vloeistof en stoom passeren afwisselend door elk gat, afhankelijk van de verhouding van hun druk. De platen hebben een lage weerstand, een hoog rendement, werken onder aanzienlijke belastingen en zijn eenvoudig van ontwerp. Massa- en warmte-uitwisseling tussen stoom en vloeistof vindt voornamelijk plaats op enige afstand van de bodem van de plaat in een laag schuim en spray. De druk en snelheid van de stoom die door de gaasgaten stroomt, moeten voldoende zijn om de druk van de vloeistoflaag op de plaat te overwinnen en weerstand te creëren tegen het opzwellen ervan door de gaten. Zeefplaten zijn noodzakelijk strikt horizontaal installeren om de doorgang van stoom door alle gaten van de plaat te garanderen, en om te voorkomen dat er vloeistof doorheen druppelt. Typisch wordt de diameter van de gaten in de zeefplaat genomen in het bereik van 0,8-8,0 mm.

V) klep platen neem een ​​middenpositie in tussen dop en zeef. Klepschijven hebben een hoog rendement getoond over aanzienlijke belastingsintervallen dankzij de mogelijkheid tot zelfregulering. Afhankelijk van de belasting beweegt de klep verticaal, waardoor het open dwarsdoorsnede-oppervlak voor de doorgang van stoom verandert, waarbij de maximale doorsnede wordt bepaald door de hoogte van het apparaat dat de stijging beperkt. Het live dwarsdoorsnede-oppervlak van de stoomgaten is 10-15% van het dwarsdoorsnede-oppervlak van de kolom. De stoomsnelheid bereikt 1,2 m/s. De kleppen worden vervaardigd in de vorm van ronde of rechthoekige platen met bovenkant of lager liftbegrenzer. Bakken samengesteld uit S-vormige elementen zorgen voor de beweging van damp en vloeistof in één richting, waardoor de vloeistofconcentratie op de plaat gelijk wordt gehouden. Het live dwarsdoorsnede-oppervlak van de plaat is 12-20% van het dwarsdoorsnede-oppervlak van de kolom. De doosvormige dwarsdoorsnede van het element zorgt voor een aanzienlijke stijfheid, waardoor het kan worden geïnstalleerd op een steunring zonder tussensteunen in kolommen met een diameter tot 4,5 m.

G) trapsgewijs Venturi-platen samengesteld uit afzonderlijke platen, zo gebogen dat de richting van de stoomstroom horizontaal is. De kanalen voor de stoomdoorgang hebben een venturibuisdoorsnedeprofiel, waardoor het gebruik van stoomenergie wordt gemaximaliseerd en de hydraulische weerstand wordt verminderd. De stoom- en vloeistofstromen zijn in één richting gericht, wat zorgt voor een goede menging en fasecontact. Vergeleken met doptrays kan de stoomsnelheid meer dan verdubbeld worden. Het ontwerp is flexibel en laat geen vloeistof lekken, waardoor de efficiëntie wordt verminderd. Het lage houdvermogen (30-40% vergeleken met een dopplaat) is een waardevol kenmerk bij de verwerking van warmtegevoelige vloeistoffen. De afstand tussen de platen wordt gekozen binnen het bereik van 450-900 mm. Cascadebakken worden met succes gebruikt in installaties waar het nodig is om hoge snelheden van stoom en vloeistof te leveren.

D) rooster platen gemaakt van gestempelde platen met rechthoekige sleuven of samengesteld uit stroken. De behoefte aan een ondersteunende structuur wordt bepaald door de dikte van het metaal en de diameter van de kolom. De afstand tussen de platen is meestal 300-450 mm. Betere prestaties, vergeleken met kapplaten, bij maximale belasting.

e) golvende platen worden gemaakt door te stempelen uit geperforeerde platen van 2,5-3 mm dik in de vorm van sinusgolven. De stijfheid van de structuur maakt het gebruik van dun metaal mogelijk. De richting van golven op aangrenzende platen is loodrecht. De diepte van de golven wordt gekozen afhankelijk van de vloeistof die wordt verwerkt. Door de grotere turbulentie van de vloeistof is het rendement van de golvende plaat hoger. En de kans op verstopping is kleiner dan bij een vlakke plaat. Golfgroottes nemen toe met toenemende ontwerpvloeistofbelasting. De verhouding tussen de golfhoogte en de lengte ervan wordt gekozen in het bereik van 0,2-0,4. De platen in de kolom bevinden zich op een afstand van 400-600 mm van elkaar.

En) gepakte kolommen zijn wijdverspreid geworden in de industrie (zie figuur c). Het zijn cilindrische apparaten gevuld met inerte materialen in de vorm van stukken van een bepaalde grootte of gepakte lichamen in de vorm van bijvoorbeeld ringen, kogels om het fasecontactoppervlak te vergroten en de menging van de vloeistof- en dampfase te intensiveren.

De structuur van een destillatiekolom is behoorlijk complex en het is onwaarschijnlijk dat deze thuis kan worden gesimuleerd. Maar op gespecialiseerde internetsites kunt u tegen een zeer redelijke prijs een werkende installatie kopen, waarvoor u nog maar een kleine heruitrusting van uw maneschijn nodig heeft.

De conversie heeft alleen invloed op de verdampertank - het is noodzakelijk om een ​​flens met een geschikte diameter te installeren zodat de kolom strikt verticaal kan worden bevestigd. Als er geen thermometer op de tank zat, moet u er een installeren. Zonder het meten van de temperatuur op de verdamper is het uiterst moeilijk om de werking van de kolom te controleren, en in principe helemaal onmogelijk.

Hoe werkt een kolom?

De kolom is een warmte- en massawisselaar waarin complexe fysische en chemische processen plaatsvinden. Ze zijn gebaseerd op het verschil in kooktemperaturen van verschillende vloeistoffen en de latente warmtecapaciteit van faseovergangen. Dit klinkt heel mysterieus, maar in de praktijk ziet het er wat eenvoudiger uit.

De theorie is heel eenvoudig: stoom die alcohol en verschillende onzuiverheden bevat, die kookt bij verschillende temperaturen die enkele graden verschillen, stijgt op en condenseert bovenaan de kolom. De resulterende vloeistof stroomt naar beneden en ontmoet onderweg een nieuwe portie hete stoom. De vloeistoffen waarvan het kookpunt hoger is, verdampen weer. En degenen die geen thermische energie hebben, blijven in vloeibare toestand.

De destillatiekolom bevindt zich voortdurend in een toestand van dynamisch evenwicht tussen damp en vloeistof; in veel gevallen is het moeilijk om de vloeibare en gasvormige fasen te scheiden - alles kookt en kookt. Maar volgens de dichtheid zijn alle stoffen, afhankelijk van de hoogte, heel duidelijk verdeeld: licht aan de bovenkant, dan zwaarder, en helemaal onderaan - foezeloliën, andere onzuiverheden met een hoog kookpunt, water. De scheiding in fracties wordt zeer snel uitgevoerd en deze toestand wordt vrijwel voor onbepaalde tijd gehandhaafd, afhankelijk van de temperatuuromstandigheden in de kolom.

Op een hoogte die overeenkomt met het maximale alcoholdampgehalte, is een inlaatleiding geïnstalleerd waardoor stoom vrijkomt en de condensor (koelkast) binnenkomt, vanwaar de alcohol in een verzamelcontainer stroomt. De destillatiekolom voor maneschijn werkt nog steeds erg langzaam - de selectie gebeurt in de regel druppel voor druppel, maar tegelijkertijd wordt een hoge mate van zuivering verzekerd.

De kolom werkt bij atmosferische druk, of iets daarboven. Om dit te doen, wordt op het bovenste punt een atmosferische klep of eenvoudigweg een open buis geïnstalleerd - de dampen die geen tijd hebben gehad om te condenseren, verlaten de kolom. In de regel zit er vrijwel geen alcohol in.

Toestanden van damp-vloeistofcomponenten op verschillende hoogtes van de kolom

De grafiek toont de vaste toestanden van de damp-vloeistofcomponenten op verschillende hoogtes van de kolom, die kunnen worden geregeld door de temperatuur op een bepaald punt. Het horizontale deel van de grafiek komt overeen met de maximale concentratie van de stof. De verdeling heeft geen duidelijke grenzen - de verticale lijn komt overeen met een mengsel van de onderste en bovenste fracties. Zoals je kunt zien, is het volume van de grenszones veel kleiner dan die van de fractionele zones, wat een zekere terugslag in het temperatuurregime geeft.

Ontwerp van destillatiekolom

De basis voor de kolom is een verticale buis van roestvrij staal of koper. Andere metalen, vooral aluminium, zijn voor dit doel niet geschikt. De buis is van buitenaf geïsoleerd met een materiaal met een lage thermische geleidbaarheid - energielekkage kan het gevestigde evenwicht verstoren en de efficiëntie van warmtewisselingsprocessen verminderen.

Bovenaan de kolom is een voorkoeler voor de refluxcondensor gemonteerd. Meestal is het een interne of externe spoel die ongeveer 1/8-1/10 van de kolomhoogte koelt. Ook destillatiekolommen met een watermantel of complexe bolvormige koelkasten vindt u op internet. Afgezien van de prijs hebben ze verder geen invloed. De klassieke spoel kan zijn taken perfect aan.

Kolom "Baby"

De verhouding tussen de hoeveelheid opgevangen condensaat en de totale hoeveelheid reflux die naar de tank terugkeert, wordt de refluxverhouding genoemd. Dit is een kenmerk van een individueel kolommodel en beschrijft de operationele mogelijkheden ervan.

Hoe lager de refluxverhouding, hoe productiever de kolom. Wanneer Ф=1, werkt de kolom nog steeds als een gewone maneschijn.

Industriële installaties hebben een hoog fractioneel scheidingsvermogen, dus hun aantal is 1,1-1,4. Voor een huishoudelijke maneschijnkolom is de optimale waarde Ф = 3-5.

Soorten kolommen

De destillatiekolom voor een maneschijn nog steeds is uitgerust met vulstoffen die het contactoppervlak aanzienlijk vergroten om de contactpunten tussen damp en vloeistof te vergroten, waar warmte-uitwisselings- en diffusieprocessen plaatsvinden. Op basis van het type interne structuur worden kolommen in platen verdeeld en verpakt. Classificatie op basis van prestaties of lengte laat geen echte capaciteiten zien.

Om het contactoppervlak te vergroten, wordt een fijn roestvrijstalen gaas in een spiraal gedraaid, worden losse kleine balletjes, Raschig-ringen en kleine draadspiralen in de kolom geplaatst. Ze worden stevig verpakt of opgevuld tot een hoogte van maximaal ¾ van de lengte van de kolom, zonder het alcoholinnamepunt te bereiken.

De thermometer moet in een ruimte zonder sproeiers worden geplaatst en de werkelijke temperatuur van de omgeving weergeven. Er wordt gekozen voor een elektronische thermometer met de minste traagheid. In sommige kolommodellen spelen tienden van een graad een rol. Om pure alcohol in het selectiegebied te verkrijgen, moet de temperatuur binnen 72,5-77 C worden gehouden.

Een schoteldestillatiekolom is veel moeilijker te vervaardigen - het ontwerp is van dop- of zeefschotels, dit zijn horizontale scheidingswanden aan de binnenkant, waardoor de vloeistof met enige vertraging stroomt. Op elk van de platen wordt een borrelzone gecreëerd, waardoor de mate van extractie van alcoholdamp uit de reflux toeneemt. Soms worden destillatiekolommen versterkingskolommen genoemd - ze bereiken een alcoholopbrengst van bijna honderd procent met een minimum aan vreemde additieven.

De kolom werkt bij atmosferische druk; communiceert met de externe omgeving, de kolom is uitgerust met een speciale klep of een open buis in het bovenste deel van de constructie. Dit feit bepaalt een van de kenmerken van de destillatiekolom voor een maneschijnketel: deze werkt anders bij verschillende atmosferische drukken. Het temperatuurregime varieert binnen enkele graden (het verschil op de thermometer van de tank en de kolom). De relatie is experimenteel vastgesteld. Om deze reden met een verwarmingselementkolom.

Door een werkende destillatiekolom aan te schaffen, of zelf te bouwen, kunt u zonder veel moeite hooggezuiverde alcohol verkrijgen. De kolom is vooral effectief bij het destilleren van maneschijn verkregen uit een conventionele distilleerder.