Bazele rectificării. Esența procesului de rectificare. Ce este rectificarea

Mă întreb dacă fiecare iubitor de băuturi alcoolice se gândește la ce este rectificarea? Dar acest proces este direct legat de aceste băuturi. Mulți începători îl confundă adesea cu distilarea secundară, ceea ce este incorect. În realitate, lichidele sunt distilate de mai multe ori folosind echipamente speciale, rezultând alcool pur. Există un alt proces ușor similar numit distilare.

În epoca noastră modernă, există promovarea activă a unui stil de viață sănătos, cu toate acestea, acesta a fost întotdeauna cazul, dar recent a devenit mai evident. Suntem îndemnați constant să renunțăm la băuturile alcoolice și să le eliminăm complet din alimentația noastră. Dar, din moment ce omenirea folosește alcool încă din primele zile de la apariția sa, este puțin probabil că va fi posibil să-l abandoneze complet. Și nu vorbim doar de vin, vodcă și alte băuturi obținute prin distilare. Dar ce este rectificarea? Mai multe despre asta mai jos.

Caracteristicile alcoolului

Din latină, alcoolul (spiritus) este tradus ca spirit și este un compus organic care este reprezentat de o varietate de compuși. Cele mai comune dintre ele sunt:

etil;
metil;
feniletil.

Unele specii sunt obținute nu numai în condiții de laborator, ele pot fi găsite și în natură. De exemplu, în frunzele plantelor este alcool metilic; produsele organice fermentate conțin etanol. Unele tipuri de vitamine pot fi, de asemenea, clasificate ca alcooli: A, B8 și D.

În condiții fizice normale, alcoolul este un lichid limpede, cu un miros și un gust ascuțit, caracteristic. Este capabil să dizolve substanțele uleioase și care conțin grăsimi. În ceea ce privește caracteristica sa principală, rezistența, este de 95,57-100%.

Înainte de a răspunde la întrebarea, ce este rectificarea, merită să clarificăm dacă alcoolul are proprietăți benefice? Fără îndoială, ele există și sunt o mulțime. Și, în primul rând, este un agent antiseptic și dezodorizant care este utilizat pentru a dezinfecta instrumentele medicale, suprafețele pielii și, de asemenea, pentru a trata mâinile personalului medical înainte de a efectua operațiuni. Într-un ventilator, alcoolul acționează ca un antispumant. Folosit ca solvent pentru producerea de medicamente.

Dar, pe lângă medicamente, alcoolul este bun și în producția de produse alcoolice - crește puterea băuturilor. Acasă, un lichid puternic este adesea folosit pentru a reduce temperatura prin frecare. Cu ajutorul lui, puteți pregăti tincturi vindecătoare sau puteți face o compresă caldă.

Lista tuturor proprietăților și calităților benefice ale alcoolului poate fi nesfârșită. Dar să revenim la subiectul nostru, ce este rectificarea.

Ce este acest proces

Cuvântul rectificare provine din fuziunea a două cuvinte latine:

rectul - drept;
facio - Da.

În esență, acesta este un tip special de proces care este utilizat pentru a separa amestecurile lichide în componentele sale individuale, în funcție de punctul de fierbere (fiecare are propriul său). În termeni simpli, descompunerea are loc în diferite fracții (grele și ușoare).

Apare doar atunci când un flux de lichide și abur intră în contact. Prin acest proces se poate obține cel mai pur și mai puternic alcool.

Adesea, producția de băuturi alcoolice nu este completă fără două procese importante, cum ar fi:

rectificare;
distilare.

Ne-am dat seama de primul, dar care este al doilea proces? Mulți oameni confundă acești doi termeni, crezând că sunt practic același lucru. În realitate, există diferențe semnificative între rectificarea alcoolului (sau a oricărui alt amestec) și distilare, pe care le vom atinge puțin mai târziu.

Un proces ușor similar este distilarea.

Deci, această definiție se referă la procesul de extragere a unei componente lichide prin fierberea oricărui amestec în care este prezent și răcirea vaporilor acestuia pentru a forma condens și a-l colecta. Această metodă este utilizată cu succes pentru desalinizarea amestecurilor. Acest lucru permite nu numai separarea componentelor lichide prezente unele de altele, ci și separarea solidelor de solventul lichid.

În plus, distilarea este excelentă pentru obținerea apei potabile dintr-o sursă de mare. De asemenea, mulți iubitori de alcool de casă produc băuturi acasă în acest fel.

Procesele enumerate (distilarea și rectificarea amestecurilor) sunt utilizate nu numai în laborator, industria farmaceutică sau acasă. Ele sunt, de asemenea, răspândite în industrie, unde sunt folosite pentru a separa uleiul în diferite componente:

benzină;
kerosen;
combustibil diesel;
combustibil de avion;
păcură

Pe lângă produsele lichide, din ulei pot fi obținute substanțe solide precum bitum, gudron și asfalt.

Trăsături distinctive

Distilarea este considerată un proces simplu (distilarea): materiile prime fermentate (de exemplu, vinul) sunt plasate într-un cub special și se încălzește până la punctul de fierbere. În acest caz, se eliberează vapori, care sunt trimiși la răcitor, unde sunt colectați într-un recipient sub formă de condens. Produsul rezultat este alcoolul brut. Forța sa variază de la 40 la 50 de grade. Cu toate acestea, este încă contaminat cu impurități, așa că necesită curățare și rafinare suplimentară.

În cele mai multe cazuri, distilatul este re-distilat în acest scop, ceea ce îi mărește rezistența. Dar dacă trebuie să obțineți alcool puternic și pur, ar trebui să alegeți o metodă diferită. La prima vedere, nu pare să existe nicio diferență între distilare și rectificare. În realitate, acest lucru este departe de a fi cazul.

Un grad ridicat de purificare poate fi atins numai cu ajutorul echipamentelor speciale numite coloană de distilare. Dispozitivul său include un sertar, o duză pentru condensator de reflux și un răcitor. Aburul eliberat din materia primă încălzită intră în conductă și intră în contact cu flegma lichidă aflată în interiorul pereților acesteia. În acest caz, o parte din abur sub formă de condens se depune în condensatorul de reflux, iar restul se întoarce în sertar.

Așa are loc procesul de rectificare. În același timp, materialul sursă este purificat la maximum de impuritățile dăunătoare (suspensii, uleiuri de fuel etc.). Alcoolul rectificat rezultat are cea mai mare tărie posibilă - până la 96%. Un astfel de produs este complet pregătit pentru scopuri tehnice și medicale.

După cum puteți vedea, diferențele se referă nu numai la tehnica de distilare, ci și la calitatea produsului în sine.

Alcool

Pentru a rectifica alcoolul, amestecurile care îl conțin sunt folosite ca sursă principală - sunt conduse prin coloane speciale. Ca urmare a încălzirii, soluțiile sunt separate în două componente:

Lichid.

Produsul este alcool pur. Oamenii au învățat să producă băuturi alcoolice din cele mai vechi timpuri. Fructele și fructele de pădure fermentate au fost folosite drept materii prime. Doar produsul rezultat conținea o cantitate neglijabilă de alcool. Situația s-a îmbunătățit odată cu dezvoltarea industriei chimice. Mai mult, a apărut o întreagă direcție care vizează creșterea nivelului de băuturi alcoolice.

Alcoolul complet pur 100% a fost obținut abia la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Chimistul rus Johann Tobias (Tobiy Egorovich) Lowitz a reușit să facă acest lucru. El este cel care poate fi considerat pe merit creatorul procesului de rectificare.

Ulei

Scopul principal al rectificării uleiului este de a obține fracții ușoare din ulei, care sunt:

Benzină.
Kerosenul.
Motorina.

Benzină este o combinație de neftene, alcani și hidrocarburi aromatice. Temperatura ajunge la +150...+205 °C. Totul depinde de ce fel de transport aveți nevoie pentru a obține combustibil - mașini, avioane sau alte echipamente.

Kerosenul este un tip comun de combustibil pentru propulsarea tractoarelor și a altor tipuri de transport agricol. În plus, servește ca componentă pentru motorina. În plus, la el funcționează și unele sisteme de iluminat. Temperatura de încălzire este selectată în funcție de scopul propus și poate fi +150...+180 °C sau +270...+280 °C.

Cu privire la benzină, atunci acest produs de distilare este utilizat în principal pentru producerea de motorină. Temperatura procesului depinde de calitățile cerute ale produsului final și variază de la +270...+280 la +320...+350 de grade.

De asemenea, ca rezultat al rectificării uleiului, se obțin fracții solide, care includ:

Păcură.
Gudron.

Păcură bun ca combustibil pentru cazan sau poate fi prelucrat în continuare. De exemplu, este distilat sub presiune redusă, aducându-l la vid. Se obțin astfel diferite uleiuri. În plus, este folosit pentru cracare, al cărei scop este obținerea de benzină cu octan mare. Temperatura pentru păcură este de la +230 la +350 de grade.

După ce uleiurile sunt separate de păcură, se obține o substanță practic solidă - gudron. La rândul său, din acesta se poate obține bitum, care este o componentă a asfaltului. În plus, gudronul este valoros pentru industria metalurgică, unde se produce cocs din acesta.

Trăsături caracteristice procesului de rectificare

Înțelegerea procesului de distilare poate fi utilă pentru iubitorii de băuturi alcoolice de orice putere.

Și știind cum diferă de distilare, puteți alege echipamentul potrivit nevoilor dumneavoastră, chiar și cu rectificare automată pentru producerea băuturilor dorite. De exemplu, dacă trebuie să obțineți un produs pe bază de struguri sau orice alt suc de fructe cu prăjitură, atunci un distilator clasic va fi suficient. Dacă aveți nevoie să obțineți alcool cu un grad ridicat, atunci nu vă puteți descurca fără o coloană de distilare.

Din fericire, unele alambicuri cu lumina lunii de tip universal au o potrivire atmosferică. Acum trebuie doar să instalați un sertar suplimentar și echipamentul va fi actualizat la o coloană de distilare. Astfel de dispozitive sunt mai de preferat, mai ales pentru toți cei care preferă să efectueze experimente și să-și dezvolte abilitățile.

Cu toate acestea, procesul de rectificare nu ar fi atât de popular printre cei mai mulți moonshine dacă nu ar avea propriile trucuri. Una dintre ele este utilizarea distilatului gata preparat ca alternativă la piure. În acest fel, puteți evita bătăi de cap inutile. Faptul este că utilizarea piureului este însoțită de eliberarea de spumă și în cantități mari, ceea ce nu se poate spune despre distilat. Prin urmare, prin distilarea alcoolului brut, puteți proteja coloana de distilare de deteriorare.

O altă caracteristică este că, cu cât înălțimea coloanei este mai mare, cu atât va avea loc schimbul de masă și de căldură mai intens a două fluxuri inverse și cu atât produsul final va fi mai bun. Adică, valorile sunt proporționale: cu cât sertarul este mai mare, cu atât calitatea alcoolului este mai mare.

Deflegmatorul, frigiderul-condensator, încălzitorul sunt schimbătoare de căldură obișnuite, aparatul principal al tuturor echipamentelor este o coloană de distilare. În ea se ridică vaporii amestecului distilat, iar lichidul (flegma) curge către ei, care este furnizat în partea superioară.

O coloană clasică arată astfel: pe cubul de evaporare sunt plasate o țeavă lungă (cu cât mai mare, cu atât mai bine), care se numește sertar, precum și un condensator de reflux cu capac de capăt. Nu există mecanisme complicate aici, doar un robinet pentru prelevare, un vizor și un termometru. În unele cazuri, poate exista un regulator de putere.

Operare pe coloană

Întreaga procedură se desfășoară în mai multe etape:

Piureul sau orice altă soluție care conține alcool este încălzită la temperatura de rectificare dorită.
Vaporii rezultați intră în coloană și apoi intră în frigider.
În partea de sus, vaporii se condensează într-o stare lichidă și se mișcă în direcția opusă ca lichid (flegmă).
Condensul curge în jos, vaporii se ridică spre el și, în procesul unei astfel de amestecări, sunt saturati cu alcool din flegmă.

Acest ciclu are loc de multe ori și, ca urmare, vaporii sunt saturati cu alcool atât de mult încât puterea condensului ajunge la 93% sau puțin mai mult. În ceea ce privește impuritățile, acestea sunt mai puțin volatile și se depun în coloană. Din acest motiv, este de preferat să folosiți țevi înalte, iar cu cât sunt mai lungi, cu atât produsul final este mai bun.

După utilizarea unei coloane de distilare, nu este nevoie să se efectueze o purificare suplimentară a băuturilor rezultate. În plus, împreună cu impuritățile, produsul scapă de mirosurile neplăcute și gusturile nedorite.

În ceea ce privește utilizarea piureului, este mai bine, dacă este posibil, să faceți fără el, așa cum am menționat mai sus. Procesul trebuie să aibă loc la o temperatură stabilă, iar o coloană izolată termic evită schimbările de temperatură.

Presiunea atmosferică

Funcționarea unei străluciri de lună depinde încă de presiunea atmosferică, iar multe modele sunt echipate cu un fiting special. Când este închis, aparatul funcționează în regim de distilare, dar de îndată ce este deschis, este deja o metodă de rectificare.

După ce materia primă este încălzită la temperatura de fierbere necesară, duza de prelevare este închisă. Instalarea funcționează offline de ceva timp. În acest moment, vaporii de alcool circulă în interiorul coloanei, crescând raportul de reflux și curățând impuritățile. Apoi fitingul se deschide și are loc o procedură în care presiunea și temperatura redresării sunt menținute la un nivel ridicat. Pentru a evita supraîncălzirea echipamentului, supapa atmosferică este deschisă pe toată durata redresării. Din acest motiv, presiunea este reglată.

Deoarece fitingul este deschis constant, presiunea atmosferică influențează procesul de rectificare care are loc în coloană. Pe măsură ce scade, densitatea vaporilor de alcool scade, ceea ce duce la creșterea consumului și a vitezei de trecere a acestora în instalație. Depășirea valorii admisibile are ca rezultat inundarea coloanei.

Și dacă presiunea crește, viteza vaporilor va scădea, ceea ce încetinește împărțirea în fracții. Acest lucru poate fi corectat prin închiderea temporară a fitingului.

Nu pierde din vedere presiunea din coloană. În deflegmator este întotdeauna egală cu valoarea atmosferică datorită fitingului deschis. Direct în sertar, este cauzată de mișcarea vaporilor și de interacțiunea acestora cu flegmă. În acest caz, căderea de presiune nu trebuie să depășească valorile maxime stabilite de producători. Pentru a putea controla această valoare, coloanele sunt echipate cu tuburi speciale de presiune.

Multe companii care produc unități moderne de redresare încearcă să stabilizeze funcționarea echipamentului astfel încât să nu depindă de factori externi. Din păcate, nu este încă posibil să se evite complet acest neajuns. În acest sens, instrucțiunile indică în mod direct că rectificarea nu trebuie efectuată în acele zile în care este probabilă o scădere a presiunii atmosferice.

Proces automatizat

În timpul procesului de rectificare este necesară prezența personală și monitorizarea constantă a tot ceea ce se întâmplă. Cu toate acestea, puteți face acest lucru cu înțelepciune - utilizați automatizarea. Astfel de dispozitive sunt concepute pentru a automatiza întreaga procedură fără intervenția umană directă.

Dispozitivele de înaltă calitate vor colecta așa-numitele capete într-un recipient separat și vor împiedica cozile să intre în produsul finit. Unitatea de control va elibera apa de răcire la momentul potrivit și va reduce puterea în timpul extracției. După colectarea sterilului, alimentarea cu apă și încălzirea vor fi oprite.

După cum puteți înțelege, rectificarea automată este un lucru necesar, mai ales atunci când apar probleme urgente, a căror rezolvare nu poate fi amânată la altă dată.

Într-o coloană de distilare (Figura 2.2), vaporii se deplasează de jos, iar lichidul, care este o componentă aproape pură cu punct de fierbere scăzut (reflux), este furnizat de sus către vapori. La fiecare tavă din coloană intră în contact vaporii și lichidul. În același timp, de la abur

predominant componenta cu punct de fierbere ridicat este condensată, iar componenta cu punct de fierbere scăzut este evaporată din reflux (Figura 2.3).

Ca urmare, compozițiile vaporilor și lichidului se modifică, apropiindu-se de echilibru. Aburul devine mai bogat în componenta cu punct de fierbere scăzut, iar lichidul devine saturat cu componenta cu punct de fierbere ridicat. Aburul este condensat într-un condensator. O parte din acest condensat trece sub formă de reflux pentru a refluxa coloana, iar cealaltă parte, distilat, este luată ca produs finit. Lichidul care părăsește fundul coloanei se numește funduri.

Figura 2.2 – Diagrama coloanei de distilare

Figura 2.3 – Schema interacțiunii dintre lichid și abur

În mod obișnuit, un aparat de distilare este format din două părți - superioară și inferioară, fiecare dintre acestea reprezentând o suprafață de contact organizată între vapori și lichid. Amestecul inițial F este introdusă în partea de mijloc a coloanei și, ca urmare a procesului, este împărțită în două părți: o parte îmbogățită cu o componentă cu punct de fierbere scăzut (LC) - distilat D, iar partea epuizată de NK – reziduu de fund W.

2.3.3 Rectificare continuă

Când se efectuează rectificarea continuă, amestecul inițial este introdus pe o placă de alimentare, care împarte coloana în două părți (Figura 2.4). În partea superioară a coloanei trebuie asigurată cea mai mare întărire posibilă a vaporilor, adică. îmbogățindu-le cu NA astfel încât vaporii similari ca compoziție cu NA pur să fie trimiși la condensatorul de reflux. Prin urmare, această parte a coloanei se numește întărire. În partea inferioară a coloanei (de la alimentare la placa inferioară), este necesar să se îndepărteze componenta cu punct de fierbere scăzut din lichid într-o măsură minimă, adică. evacuați lichidul astfel încât un lichid similar ca compoziție cu componenta pură cu punct de fierbere ridicat să curgă în cazan. Prin urmare, această parte a coloanei este numită exhaustivă.

1 – coloană de distilare (1a – partea de întărire, 1b – partea exhaustivă); 2 – cazan; 3 – condensator de reflux; 4 – separator de flegme; 5 – încălzitor al amestecului inițial; 6 – frigider cu distilat (sau frigider-condensor); 7 – frigider pentru restul (sau subprodus); 8.9 – colecții; 10 – pompe

Figura 2.4 – Diagrama unei unități de distilare continuă

Aburul pentru alimentarea coloanei de distilare se formează în cub prin evaporarea unei părți din lichidul care intră în cub; lichidul pentru refluxarea aparatului W (reflux) se obţine într-un condensator de reflux prin condensarea aburului având o compoziţie similară cu cea a distilatului.

Căldura necesară pentru evaporarea amestecului este transmisă acestuia în cub. Căldura este îndepărtată în deflegmator, drept urmare vaporii care intră în el sunt complet sau parțial condensați.

Ecuații de bilanț al materialelor pentru o coloană de distilare continuă:

, (2.1)

, (2.2)

Unde F, D, W – consumul de masă sau mol de furaj, distilat și fund;

– conținutul de component cu punct de fierbere scăzut din furaj, distilat și fund, fracțiuni de masă sau molare.

Operarea ecuațiilor liniei:

a) partea superioară (de întărire) a coloanei de distilare

, (2.3)

b) partea inferioară (exhaustivă) a coloanei

, (2.4)

Unde yȘi X– concentrații de neechilibru, variabile de-a lungul înălțimii coloanei, fracții molare ale componentului foarte volatil din vapori și din lichid dintr-o secțiune dată a coloanei;

R= F/ D– raportul de reflux;

– consumul molar relativ (la 1 kmol de distilat) de alimente.

Într-o coloană de distilare, spre deosebire de o coloană de absorbție, debitele molare totale de abur și lichid sunt presupuse a fi constante de-a lungul înălțimii coloanei pe baza ipotezelor teoretice; în consecință, debitele molare și concentrațiile sunt utilizate în ecuații (2.3). ) și (2.4). În partea superioară a coloanei, deasupra intrării amestecului lichid inițial, debitul molar de lichid, constant de-a lungul înălțimii coloanei, este egal cu
, în partea de jos a coloanei este egal cu . Debitul molar al aburului, constant pe înălțime, este același în părțile superioare și inferioare ale coloanei.

Scopul articolului este de a analiza aspectele teoretice și unele practice ale funcționării unei coloane de distilare la domiciliu care vizează producerea de alcool etilic, precum și de a risipi cele mai comune mituri de pe internet și de a clarifica punctele conform cărora vânzătorii de echipamente sunt „tăcuți”. despre.

Rectificarea alcoolului– separarea unui amestec multicomponent ce contine alcool in fractii pure (alcooli etilici si metilici, apa, uleiuri de fuel, aldehide si altele) cu puncte de fierbere diferite, prin evaporarea repetata a lichidului si condensarea aburului pe dispozitivele de contact (placi sau duze) în dispozitive speciale turn în contracurent.

Din punct de vedere fizic, rectificarea este posibilă, deoarece inițial concentrația componentelor individuale ale amestecului în fazele de vapori și lichide este diferită, dar sistemul tinde la echilibru - aceeași presiune, temperatură și concentrație a tuturor substanțelor din fiecare fază. Când intră în contact cu un lichid, aburul este îmbogățit cu componente foarte volatile (cu fierbere scăzută), în timp ce lichidul este îmbogățit cu componente mai puțin volatile (cu punct de fierbere ridicat). Concomitent cu îmbogățirea are loc schimbul de căldură.

Diagramă schematică

Momentul de contact (interacțiunea fluxurilor) aburului și lichidului se numește proces de transfer de căldură și masă.

Datorită diferitelor direcții de mișcare (aburul urcă și lichidul curge în jos), după ce sistemul ajunge la echilibru în partea superioară a coloanei de distilare, este posibil să se selecteze separat componente practic pure care au făcut parte din amestec. Mai întâi ies substanțele cu un punct de fierbere mai mic (aldehide, eteri și alcooli), apoi cele cu punct de fierbere ridicat (uleiuri de fusel).

Starea de echilibru. Apare chiar la limita separării fazelor. Acest lucru poate fi realizat numai dacă sunt îndeplinite simultan două condiții:

Presiune egală a fiecărui component individual al amestecului.
Temperatura și concentrația substanțelor în ambele faze (vapori și lichid) sunt aceleași.

Cu cât sistemul ajunge mai des în echilibru, cu atât este mai eficient transferul de căldură și masă și separarea amestecului în componente individuale.

Diferența dintre distilare și rectificare

După cum puteți vedea în grafic, dintr-o soluție de alcool de 10% (piure) puteți obține 40% luciu de lună, iar a doua distilare a acestui amestec va produce un distilat de 60 de grade, iar a treia - 70%. Sunt posibile următoarele intervale: 10-40; 40-60; 60-70; 70-75 și așa mai departe până la maximum 96%.

Teoretic, pentru a obține alcool pur, sunt necesare 9-10 distilări consecutive pe un alambic cu lumină de lună. În practică, distilarea lichidelor care conțin alcool cu o concentrație peste 20-30% este explozivă și, din cauza cheltuielilor mari de energie și timp, nu este profitabilă din punct de vedere economic.

Din acest punct de vedere, rectificarea alcoolului este un minim de 9-10 distilații simultane, în trepte, care apar pe diferite elemente de contact ale coloanei (duze sau plăci) pe toată înălțimea.

Diferență	Distilare	Rectificare
Organolepticele băuturii	Păstrează aroma și gustul materiilor prime originale.	Rezultatul este alcool pur, inodor și fără gust (problema are o soluție).
Puterea de ieșire	Depinde de numărul de distilare și de designul aparatului (de obicei 40-65%).	Până la 96%.
Gradul de fracţionare	Scăzut, substanțele chiar și cu puncte de fierbere diferite se amestecă, acest lucru nu poate fi corectat.	Substanțele mari, pure pot fi izolate (numai cu puncte de fierbere diferite).
Capacitatea de a elimina substanțele nocive	Scăzut sau mediu. Pentru a îmbunătăți calitatea, sunt necesare minim două distilare, cel puțin una dintre ele fiind împărțită în fracțiuni.	Înalt, cu abordarea corectă, toate substanțele nocive sunt tăiate.
Pierderi de alcool	Înalt. Chiar și cu abordarea corectă, puteți extrage până la 80% din cantitatea totală, menținând în același timp o calitate acceptabilă.	Scăzut. Teoretic, este posibil să se extragă tot alcoolul etilic fără pierderea calității. În practică, cel puțin 1-3% pierderi.
Complexitatea tehnologiei pentru implementare acasă	Scăzut și mediu. Chiar și cel mai primitiv aparat cu bobină este potrivit. Sunt posibile îmbunătățiri ale echipamentelor. Tehnologia de distilare este simplă și directă. O lumină de lună, de obicei, nu ocupă mult spațiu atunci când este în stare de funcționare.	Înalt. Este necesar un echipament special, care nu poate fi fabricat fără cunoștințe și experiență. Procesul este mai greu de înțeles; este necesară o pregătire prealabilă cel puțin teoretică. Coloana ocupă mai mult spațiu (mai ales în înălțime).
Pericol (în comparație unul cu celălalt), ambele procese sunt pericole de incendiu și explozie.	Datorită simplității alambicului de lună, distilarea este oarecum mai sigură (opinia subiectivă a autorului articolului).	Datorită echipamentelor complexe, atunci când se lucrează cu care există riscul de a face mai multe greșeli, rectificarea este mai periculoasă.

Funcționarea unei coloane de distilare

Coloana de distilare– un dispozitiv conceput pentru a separa un amestec lichid multicomponent în fracții separate în funcție de punctul de fierbere. Este un cilindru cu secțiune transversală constantă sau variabilă, în interiorul căruia se află elemente de contact - plăci sau duze.

De asemenea, aproape fiecare coloană are unități auxiliare pentru alimentarea amestecului inițial (alcool brut), monitorizarea procesului de rectificare (termometre, automatizare) și selectarea distilatului - un modul în care vaporii unei anumite substanțe extrași din sistem sunt condensați și apoi prelevați. afară.

Unul dintre cele mai comune modele de case

Alcool brut– un produs de distilare a piureului folosind metoda clasică de distilare, care poate fi „turnat” într-o coloană de distilare. De fapt, aceasta este lumina lunii cu o putere de 35-45 de grade.

Reflux– abur condensat în deflegmator, curgând în jos pe pereții coloanei.

Raportul de reflux– raportul dintre cantitatea de flegmă și masa distilatului luat. Există trei fluxuri într-o coloană de distilare a alcoolului: abur, reflux și distilat (scopul final). La începutul procesului, distilatul nu este retras astfel încât să apară suficient reflux în coloană pentru transferul de căldură și masă. Apoi o parte din vaporii de alcool sunt condensați și prelevați din coloană, iar vaporii de alcool rămași continuă să creeze un flux de reflux, asigurând funcționarea normală.

Pentru ca majoritatea instalatiilor sa functioneze, raportul de reflux trebuie sa fie de minim 3, adica se ia 25% din distilat, restul este necesar in coloana pentru irigarea elementelor de contact. Regula generală este: cu cât alcoolul este prelevat mai lent, cu atât calitatea este mai mare.

Dispozitive de contact ale coloanei de distilare (plăci și duze)

Ele sunt responsabile pentru separarea repetată și simultană a amestecului în lichid și vapori, urmată de condensarea vaporilor în lichid - realizarea unei stări de echilibru în coloană. Toate celelalte lucruri fiind egale, cu cât sunt mai multe dispozitive de contact în design, cu atât rectificarea este mai eficientă în ceea ce privește purificarea alcoolului, deoarece suprafața de interacțiune a fazelor crește, ceea ce intensifică întregul transfer de căldură și masă.

Placă teoretică– un ciclu de părăsire a stării de echilibru și reatingerea acesteia. Pentru a obține alcool de înaltă calitate, sunt necesare minimum 25-30 de plăci teoretice.

Placa fizica- un dispozitiv cu adevărat funcțional. Vaporii trec prin stratul de lichid din placă sub formă de multe bule, creând o suprafață mare de contact. În designul clasic, placa fizică oferă aproximativ jumătate din condițiile pentru a atinge o stare de echilibru. În consecință, pentru funcționarea normală a unei coloane de distilare, sunt necesare de două ori mai multe plăci fizice decât minimul teoretic (calculat) - 50-60 de bucăți.

Duze Adesea, plăcile sunt instalate numai pe instalații industriale. În coloanele de distilare de laborator și acasă, duzele sunt folosite ca elemente de contact - sârmă de cupru (sau oțel) special răsucite sau plasă de spălat vase. În acest caz, refluxul curge într-un flux subțire pe întreaga suprafață a duzei, oferind o zonă de contact maximă cu aburul.

Duzele din cârpe de spălat sunt cele mai practice

Există o mulțime de modele. Dezavantajul atașamentelor de sârmă de casă este posibila deteriorare a materialului (înnegrire, rugină); analogii din fabrică nu prezintă astfel de probleme.

Proprietățile coloanei de distilare

Material si dimensiuni. Cilindrul coloanei, duzele, cubul și distilatoarele trebuie să fie fabricate din aliaj alimentar, inoxidabil, sigur când sunt încălzite (se extind uniform). În modelele de casă, conservele și oalele sub presiune sunt cel mai adesea folosite ca cub.

Lungimea minimă a conductei unei coloane de distilare acasă este de 120-150 cm, diametrul este de 30-40 mm.

Sistem de incalzire.În timpul procesului de rectificare, este foarte important să controlați și să reglați rapid puterea de încălzire. Prin urmare, cea mai de succes soluție este încălzirea folosind elemente de încălzire montate în partea inferioară a cubului. Furnizarea căldurii printr-o sobă cu gaz nu este recomandată, deoarece nu vă permite să schimbați rapid intervalul de temperatură (inerție mare a sistemului).

Controlul procesului.În timpul redresării, este important să urmați instrucțiunile producătorului coloanei, care trebuie să indice caracteristicile de funcționare, puterea de încălzire, raportul de reflux și performanța modelului.

Termometrul vă permite să controlați cu precizie procesul de selecție a fracțiilor

Este foarte dificil de controlat procesul de rectificare fără două dispozitive simple - un termometru (ajută la determinarea gradului corect de încălzire) și un alcoolmetru (măsoară tăria alcoolului rezultat).

Performanţă. Nu depinde de dimensiunea coloanei, deoarece cu cât sertarul (țeava) este mai înalt, cu atât mai multe plăci fizice sunt în interior, prin urmare, cu atât curățarea este mai bună. Productivitatea este afectată de puterea de încălzire, care determină viteza fluxurilor de abur și de reflux. Dar dacă există un exces de putere furnizată, coloana se sufocă (nu mai funcționează).

Productivitatea medie a coloanelor de distilare la domiciliu este de 1 litru pe oră cu o putere de încălzire de 1 kW.

Efectul presiunii. Punctul de fierbere al lichidelor depinde de presiune. Pentru rectificarea cu succes a alcoolului, presiunea din partea superioară a coloanei trebuie să fie apropiată de cea atmosferică - 720-780 mmHg. În caz contrar, pe măsură ce presiunea scade, densitatea vaporilor va scădea și viteza de evaporare va crește, ceea ce poate provoca inundarea coloanei. Dacă presiunea este prea mare, viteza de evaporare scade, făcând dispozitivul ineficient (nu există o separare a amestecului în fracțiuni). Pentru a menține presiunea corectă, fiecare coloană de distilare a alcoolului este echipată cu un tub de comunicare cu atmosfera.

Despre posibilitatea asamblarii de casa. Teoretic, o coloană de distilare nu este un dispozitiv foarte complex. Modelele sunt implementate cu succes de către meșteri acasă.

Dar, în practică, fără a înțelege fundamentele fizice ale procesului de rectificare, calculele corecte ale parametrilor echipamentului, selecția materialelor și asamblarea componentelor de înaltă calitate, utilizarea unei coloane de distilare de casă se transformă într-o activitate periculoasă. Chiar și o singură greșeală poate duce la incendiu, explozie sau arsuri.

În ceea ce privește siguranța, coloanele fabricate din fabrică care au trecut testele (au documentație justificativă) sunt mai fiabile și vin și cu instrucțiuni (care trebuie detaliate). Riscul unei situații critice se rezumă doar la doi factori - asamblarea și funcționarea corectă conform instrucțiunilor, dar aceasta este o problemă cu aproape toate aparatele de uz casnic, și nu doar coloanele sau alambicurile luminate de lună.

Principiul de funcționare al unei coloane de distilare

Cubul este umplut până la maximum 2/3 din volumul său. Înainte de a porni instalația, asigurați-vă că verificați etanșeitatea conexiunilor și a ansamblului, opriți unitatea de selectare a distilat și furnizați apă de răcire. Abia după aceasta puteți începe să încălziți cubul.

Concentrația optimă a amestecului care conține alcool introdus în coloană este de 35-45%. Adică, în orice caz, distilarea piureului este necesară înainte de rectificare. Produsul rezultat (alcool brut) este apoi prelucrat în coloană, obținându-se alcool aproape pur.

Aceasta înseamnă că o coloană de distilare acasă nu este un înlocuitor complet pentru un alambic clasic (distilator) și poate fi considerată doar o etapă suplimentară de purificare care înlocuiește mai bine redistilarea (a doua distilare), dar neutralizează proprietățile organoleptice ale băuturii.

Pentru a fi corect, observ că cele mai multe modele moderne de coloane de distilare necesită funcționarea în modul Moonshine still. Pentru a trece la distilare, trebuie doar să închideți conexiunea la atmosferă și să deschideți unitatea de selecție a distilat.

Dacă ambele fitinguri sunt închise în același timp, coloana încălzită poate exploda din cauza presiunii excesive! Nu face astfel de greseli!

În instalațiile industriale continue, piureul este adesea distilat imediat, dar acest lucru este posibil datorită dimensiunii sale gigantice și caracteristicilor de design. De exemplu, standardul este o conductă de 80 de metri înălțime și 6 metri în diametru, în care sunt instalate de multe ori mai multe elemente de contact decât pe coloanele de distilare pentru locuință.

Mărimea contează. Capacitățile distileriilor în ceea ce privește curățarea încălțămintei sunt mai mari decât cu rectificarea la domiciliu

După pornire, lichidul din cub este adus la fierbere de către încălzitor. Aburul rezultat urcă pe coloană, apoi intră în condensatorul de reflux, unde se condensează (apare refluxul) și revine sub formă lichidă de-a lungul pereților țevii în partea inferioară a coloanei, la întoarcere venind în contact cu aburul care se ridică pe plăci. sau duze. Sub acțiunea încălzitorului, refluxul devine din nou abur, iar aburul din partea de sus este din nou condensat de condensatorul de reflux. Procesul devine ciclic, ambele fluxuri fiind continuu în contact unul cu celălalt.

După stabilizare (aburul și refluxul sunt suficiente pentru o stare de echilibru), fracțiile pure (separate) cu punctul de fierbere cel mai scăzut (alcool metilic, acetaldehidă, eteri, alcool etilic) se acumulează în partea superioară a coloanei, iar cele cu cel mai mare ( uleiuri de combustibil) se acumulează în partea de jos. Pe măsură ce selecția continuă, fracțiile inferioare se ridică treptat pe coloană.

În cele mai multe cazuri, o coloană în care temperatura nu se modifică timp de 10 minute este considerată stabilă (selectarea poate începe) (timpul total de încălzire este de 20-60 de minute). Până în acest moment, dispozitivul funcționează „pe sine”, creând fluxuri de abur și reflux care tind să se echilibreze. După stabilizare, începe selecția fracției de cap, care conține substanțe nocive: eteri, aldehide și alcool metilic.

O coloană de distilare nu elimină necesitatea de a separa rezultatul în fracții. Ca și în cazul unui alambic convențional, trebuie să asamblați „capul”, „corpul” și „coada”. Singura diferență este puritatea ieșirii. În timpul rectificării, fracțiile nu sunt „lubrifiate” - substanțe cu puncte de fierbere apropiate, dar cel puțin o zecime de grad diferit, nu se intersectează, prin urmare, atunci când „corpul” este selectat, se obține alcool aproape pur. În timpul distilării convenționale, este imposibil din punct de vedere fizic să se separe randamentul în fracții constând dintr-o singură substanță, indiferent de designul utilizat.

Dacă coloana este setată la modul optim de funcționare, atunci nu există dificultăți în selectarea „corpului”, deoarece temperatura este stabilă tot timpul.

În timpul rectificării, fracțiile inferioare („cozi”) sunt selectate în funcție de temperatură sau miros, dar spre deosebire de distilare, aceste substanțe nu conțin alcool.

Revenirea proprietăților organoleptice la alcool. Adesea, „cozile” sunt necesare pentru a întoarce „sufletul” la alcoolul rectificat - aroma și gustul materiei prime originale, de exemplu, un măr sau struguri. După finalizarea procesului, o anumită cantitate din sterilul colectat este adăugată la alcool pur. Concentrația este calculată empiric prin experimentarea cu o cantitate mică de produs.

Avantajul rectificarii este capacitatea de a extrage aproape tot alcoolul continut in lichid fara a-si pierde calitatea. Aceasta înseamnă că „capetele” și „cozile” obținute într-un alambic cu lumină de lună pot fi procesate într-o coloană de distilare și pot produce alcool etilic care este sigur pentru sănătate.

Inundarea coloanei de distilare

Fiecare model are o viteză maximă de mișcare a aburului, după care fluxul de reflux în cub încetinește mai întâi și apoi se oprește cu totul. Lichidul se acumulează în partea de distilare a coloanei și are loc „inundarea” - încetarea procesului de transfer de căldură și masă. Există o scădere bruscă a presiunii în interior și apar zgomote străine sau gârâit.

Motive pentru inundarea coloanei de distilare:

depășirea puterii de încălzire admise (cel mai frecvent);
înfundarea fundului dispozitivului și supraumplerea cubului;
presiune atmosferică foarte scăzută (tipic munților înalți);
tensiunea rețelei este peste 220V - ca urmare, puterea elementelor de încălzire crește;
erori de proiectare și defecțiuni.

Rectificare - procesul de separare a amestecurilor de componente solubile reciproc, care diferă în punctele de fierbere prin contactul repetat în contracurent al lichidului și vaporilor neechilibrați. Contactarea se realizează, de regulă, în dispozitive de coloană pe disc sau dispozitive de contact ambalate în contracurent - abur de jos în sus, lichid de sus în jos.

Aparat de coloană Este o țeavă verticală de oțel cu dispozitive de contact situate în interior. În coloanele cu tăvi, contactul are loc în etape în etape separate numite tăvi (sită, clopot, supapă etc.), de obicei prin barbotarea aburului printr-un strat de lichid sau prin amestecare prin pulverizare, sau altă metodă care asigură cel mai eficient transfer de căldură și masă. . În coloanele împachetate, contactul se realizează continuu între abur și o peliculă lichidă într-un strat de garnitură cu o suprafață dezvoltată cu care se umple coloana (piatră zdrobită, inele, arcuri, ochiuri etc.).

Lichidul, relativ bogat în componente cu punct de fierbere scăzut și având o temperatură relativ mai scăzută, intră în dispozitivul de contact de sus. Aburul, bogat în componente cu punct de fierbere ridicat și având o temperatură mai ridicată, intră de jos în dispozitivul de contact. La dispozitivul de contact, lichidul și vaporii se străduiesc să se echilibreze prin transfer de căldură și masă. Dacă se atinge echilibrul între vaporii și lichidul care părăsesc dispozitivul de contact, atunci un astfel de dispozitiv de contact se numește treaptă teoretică sau placă teoretică.

Simplu distilare(„Moonshine still”) asigură un contact bun de o singură dată între lichid și abur și este echivalent cu o etapă teoretică. Tavile reale de coloane industriale au o eficienta de 0,3...0,8 trepte teoretice. Pentru coloanele împachetate, există o cantitate numită înălțimea teoretică echivalentă a plăcii - aceasta este înălțimea stratului împachetat, a cărui eficiență de transfer de masă este echivalentă cu o etapă teoretică. Această înălțime poate fi de 100...600 mm. Pe dispozitivele de contact, aburul este îmbogățit cu o componentă cu punct de fierbere scăzut, iar lichidul cu una cu punct de fierbere ridicat. Trecând printr-o serie de etape, lichidul și aburul ating concentrațiile specificate ale componentelor. Componentele cu punct de fierbere scăzut sunt concentrate în partea de sus a coloanei, cele cu punct de fierbere ridicat sunt concentrate în partea de jos. Prin creșterea numărului de pași, este posibil să se obțină orice claritate dată de separare a componentelor. De-a lungul înălțimii coloanei, concentrațiile componentelor se modifică uneori destul de neliniar.

În dispozitive rectificare continuă materiile prime sunt introduse aproximativ la mijlocul înălțimii coloanei, adică. pe placa unde concentrațiile componentelor sunt aproximativ egale cu cele ale materiilor prime. Un distilat bogat în componente cu punct de fierbere scăzut este colectat din partea superioară a coloanei. Un reziduu bogat în componente cu punct de fierbere ridicat este colectat de jos. Vaporii din placa superioară a coloanei sunt răciți într-un condensator, o parte sub formă de vapori sau lichid este luată ca distilat, restul este returnat în coloană sub formă de lichid. Lichidul de pe placa inferioară este încălzit într-un cazan, o parte din lichid este luată ca produs inferior (rezidu), restul este returnat în coloană sub formă de abur.

Raportul dintre debitul masic de lichid care intră în coloană de la condensator și debitul masic al distilatului se numește raportul de reflux. Se numește raportul dintre debitul masic de vapori din cazan și debitul masic al reziduului numărul de vapori. Aceste numere caracterizează modul de funcționare al secțiunilor superioare (deasupra alimentării) și inferioare (sub alimentării) coloanei. Cu cât este mai mare numărul de reflux (și abur), cu atât se realizează mai ușor (cu un număr mai mic de trepte) claritatea dorită de separare a amestecului prin rectificare, dar crește și consumul specific de energie și scade productivitatea coloanei. Numărul de reflux (și abur) nu poate fi mai mic decât un anumit minim, la care claritatea specificată de rectificare nu este atinsă cu un număr arbitrar de mare de etape.

La rectificare periodică o porțiune de materii prime este încărcată într-un refierbător cu volumul corespunzător (numit cub de coloană), nu se adaugă materii prime în timpul procesului de rectificare, iar compoziția reziduului inferior se modifică continuu de la compoziția materiei prime la cea specificată. reziduu cu punct de fierbere ridicat. În consecință, un distilat cu o compoziție care variază în timp este luat din partea superioară a coloanei. Dacă numărul de componente ale amestecului este mic (2...5), iar numărul de etape și raportul de reflux sunt suficiente pentru o separare relativ clară, atunci compoziția distilatului și temperatura de pe placa superioară se modifică treptat. , la început distilatul constă dintr-un component concentrat cu punctul de fierbere cel mai scăzut (să-i spunem primul component), apoi urmează o scurtă perioadă de tranziție când distilatul este un amestec de compoziție variabilă, în care concentrația primului component scade, iar concentrația celui de-al doilea component crește, apoi distilatul constă dintr-un al doilea component concentrat etc. pentru toate componentele. Distilatul perioadelor de tranziție este denumit în mod tradițional tăieturi proaste; este amestecat cu următoarea porție de materii prime.

Dacă claritatea separării este scăzută și/sau numărul componentelor este mare (amestecuri de petrol), atunci compoziția treptată a distilatului devine neobservată, compoziția distilatului și temperatura de pe placa superioară se modifică continuu. Amestecuri multicomponente pot fi separate în componente individuale prin rectificarea repetată a fracțiilor înguste de distilate care conțin un număr mic de componente. Caracteristicile rectificării amestecurilor de ulei sunt determinate de cerințele privind calitatea separării în fracții și de faptul că amestecurile de ulei sunt formate din mii de componente. Natura multicomponentă a amestecurilor de petrol determină compoziția continuă a distilatului în timpul rectificării periodice pentru orice număr de etape practic realizabil și raportul de reflux.

Calitatea separării în fracții este determinată de rezultatele distilării simple (standard ASTM D86) a probelor dintr-o fracție dată, la temperaturi de 5% și 95% distilare. Standardele pentru produsele petroliere relevante determină că suprapunerea temperaturii de 95% și 5% distilare între fracțiile adiacente nu trebuie să fie mai mare de 10...15C. De exemplu, dacă 95% din fracția de benzină obținută pe o coloană dată este distilată prin D86 la cel mult 180C, atunci 5% din fracția de motorină obținută pe aceeași coloană ar trebui să fie distilată prin D86 la nu mai puțin de 170C.

Una dintre cele mai comune metode de separare a amestecurilor lichide omogene formate din două sau mai multe componente este distilarea (distilarea și rectificarea). În sens larg, distilarea este un proces care implică evaporarea parțială a amestecului care se separă și condensarea ulterioară a vaporilor rezultați, efectuată o dată sau în mod repetat. Ca urmare a condensului, se obține un lichid a cărui compoziție diferă de compoziția amestecului inițial.

Rectificarea este un proces de evaporare parțială repetată a lichidului și condensare a vaporilor. Procesul se desfășoară prin contactul fluxurilor de abur și lichid cu temperaturi diferite și este de obicei realizat în dispozitive cu coloană. La fiecare contact, o componentă predominant cu punct de fierbere scăzut (LBC) se evaporă din lichid, care îmbogățește vaporii, iar o componentă predominant cu punct de fierbere ridicat (HBC) este condensată din vapori, transformându-se într-un lichid. Acest schimb bidirecțional de componente, repetat de mai multe ori, face posibilă în cele din urmă obținerea de perechi care sunt aproape pure NCC. Acești vapori, după condensarea într-un aparat separat, produc un distilat (rectificat) și reflux - un lichid returnat pentru a iriga coloana și a interacționa cu vaporii în creștere. Vaporii se obțin prin evaporare parțială din partea inferioară a coloanei reziduului, care este VCC aproape pur.

Procesele de rectificare sunt efectuate în dispozitive, a căror schemă tehnologică depinde de scopul dispozitivului și de presiunea din acesta, iar proiectarea - de metoda de organizare a contactului de fază.

Atunci când procesul de rectificare se desfășoară treptat în dispozitivele cu coloană, contactul dintre abur și lichid poate avea loc în contracurent (pe tăvi de tip defecțiune), în flux încrucișat (pe tăvi în formă de capac), în flux cocurent (tavi cu jet) .

Dacă procesul de rectificare se efectuează continuu pe întregul volum al aparatului coloanei, atunci contactul dintre vapori și lichid în timpul mișcării ambelor faze poate avea loc numai în contracurent. Dispozitivele de redresare moderne pot fi clasificate in functie de scopul tehnologic, presiunea si dispozitivul intern care asigura contactul dintre abur si lichid.

După scopul lor tehnologic, aparatele de rectificare sunt împărțite în coloane pentru unități de vid atmosferic, cracare termică și catalitică, distilarea secundară a produselor petroliere, precum și pentru rectificarea gazelor, stabilizarea fracțiilor de petrol ușor etc.

Următoarele cerințe sunt impuse aparatelor de redresare moderne: capacitate mare de separare și productivitate, fiabilitate și flexibilitate suficientă în funcționare, costuri reduse de operare, greutate redusă și simplitate, proiectare tehnică.

Aceste din urmă cerințe nu sunt mai puțin importante decât primele, deoarece nu numai că determină costurile de capital, dar influențează semnificativ și valoarea costurilor de exploatare, asigură ușurința și comoditatea fabricării dispozitivului, instalarea și dezmembrarea, repararea, controlul, testarea, precum precum și siguranța operațională etc.

Pe lângă cerințele enumerate mai sus, dispozitivele de distilare trebuie să îndeplinească și cerințele standardelor de stat, standardelor departamentale și inspecțiilor Gostekhnadzor.

Schema tehnologică a aparatului depinde de compoziția amestecului de separat, de cerințele privind calitatea produselor rezultate, de posibilitățile de reducere a costurilor energetice, de scopul aparatului, de locul acestuia în lanțul tehnologic al întregii instalații. și mulți alți factori.

Procesul de rectificare a amestecurilor lichide se desfășoară în instalații de rectificare formate din mai multe dispozitive. Să luăm în considerare principiul separării unui amestec cu două componente prin rectificare folosind exemplul de funcționare a unei instalații similare (Fig. 10.1). Amestecul de separat este alimentat continuu în coloana de distilare printr-un orificiu de admisie situat puțin deasupra mijlocului corpului coloanei. Amestecul lichid introdus este coborât prin dispozitive de contact (plăci) în partea inferioară a coloanei, numită cub. Aburul se ridică spre curgerea lichidului, rezultat din fierberea lichidului în cubul coloanei. Perechile rezultate conțin în principal NCCși niște VKK. Când aburul interacționează cu lichidul de pe tăvile coloanei, VCC se condensează și este transportat pe coloană de fluxul de lichid. Din această cauză, suma de NCC. Astfel, pe măsură ce vaporii se ridică, ei devin îmbogățiți NCC, în timp ce lichidul care curge în jos devine mai bogat VKK.

Amestecul inițial din rezervorul intermediar 1 este alimentat de o pompă centrifugă 2 la schimbătorul de căldură 3, unde este încălzit până la punctul de fierbere. Amestecul încălzit este trimis pentru separare în coloana de distilare 5 pe placa de alimentare, unde compoziția lichidului este egală cu compoziția amestecului inițial. Curgând în jos pe coloană, lichidul interacționează cu aburul în creștere format atunci când lichidul de jos fierbe în cazanul 4. Compoziția inițială a aburului este aproximativ egală cu compoziția reziduului inferior, adică este epuizat în componenta volatilă. Ca rezultat al schimbului de masă cu lichidul, vaporii sunt îmbogățiți cu o componentă foarte volatilă

Orez. 10.1. Schema schematică a unității de distilare:

1 - recipient pentru amestecul inițial; 2, 9 - pompe; 3- schimbator de caldura - incalzitor de materie prima; 4 – cazan; 5 – coloană de distilare; 6 – condensator de reflux; 7 – frigider cu distilat; 8 – recipient pentru colectarea distilatului; 10 – răcitor încă lichid; 11 – recipient pentru lichid încă.

Pentru o îmbogățire mai completă, partea superioară a coloanei este irigată în conformitate cu un raport de reflux dat cu lichid (reflux), care se obține în condensatorul de reflux 6 prin condensarea aburului care iese din coloană. O parte din condensat este îndepărtată din condensatorul de reflux sub forma unui produs de separare finit - distilat, care este răcit în schimbătorul de căldură 7 și trimis în rezervorul intermediar 8.

Din partea inferioară a coloanei, pompa 9 elimină continuu lichidul de jos - un produs îmbogățit cu o componentă nevolatilă, care este răcit în schimbătorul de căldură 10 și trimis în containerul 11.

Astfel, în coloana de distilare, se efectuează un proces continuu de neechilibru de separare a amestecului binar inițial într-un distilat cu un conținut ridicat de componentă foarte volatilă și un reziduu de fund îmbogățit cu o componentă foarte volatilă.

Rectificarea amestecurilor multicomponente, care sunt mai frecvente în practică decât amestecurile cu două componente, se desfășoară conform schemei discutate mai sus, deși numărul echipamentelor utilizate este în creștere.

În instalațiile de distilare se folosesc în principal două tipuri de aparate: coloane cu contact de fază în trepte (placă) și contact continuu (film și ambalat).

Rectificarea amestecurilor multicomponente poate fi efectuată în secvențe diferite, folosind multe coloane simple (una mai puțin decât numărul de componente ale amestecului inițial) și folosind o coloană complexă.

Pentru procesul de rectificare se folosesc în principal coloane cu plăci. Instalează plăci orizontale cu dispozitive care asigură un contact bun între lichid și abur.

Diametrul coloanei este determinat în funcție de productivitatea instalației și de viteza vaporilor în coloană, care este selectată în intervalul 0,6 - 1,0 Domnișoară. Se folosesc coloane de distilare de diferite dimensiuni: din coloane mici cu un diametru de 300 - 400 mm la instalatii performante, cu coloane cu diametrul de 6, 8, 10, 12 m si mai mult.

Înălțimea coloanei depinde de numărul de plăci și de distanța dintre ele. Cu cât distanța dintre plăci este mai mică, cu atât coloana este mai mică. Cu toate acestea, pe măsură ce distanța dintre tăvi scade, antrenarea stropilor crește și există pericolul transferului de lichid din tăvile inferioare în cele superioare, ceea ce reduce semnificativ eficiența. instalatii. Distanța dintre tăvi se ia de obicei în funcție de diametrul coloanei, ținând cont de posibilitatea de reparare și curățare a coloanei. Distantele recomandate intre tavile coloanelor de distilare in functie de diametrul acestora sunt date mai jos:

diametrul coloanei, mm până la 800, 800 - 1600, 1600 - 2000

Distanța dintre plăci, mm 200 -350, 350 - 400, 400 - 500

diametrul coloanei, mm din 2000 - 2400 și peste 2400

Distanța dintre plăci, mm 500 - 600, peste 600.

Numărul de tăvi din coloana de distilare sau înălțimea ambalajului se determină prin calcul tehnologic; depinde de proprietățile fizico-chimice ale componentelor care se separă, de puritatea și eficiența separării necesare. bucate. De obicei, coloanele de distilare au 10 - 30 de plăci, dar coloanele pentru separarea amestecurilor cu puncte de fierbere similare au sute de plăci și, în consecință, au o înălțime de până la 30 - 90. m.

Coloanele de distilare funcționează de obicei la presiune atmosferică sau la o ușoară presiune în exces. Coloanele de vid și coloanele care funcționează la presiune ridicată sunt de utilizare limitată. Rectificarea sub vid este utilizată atunci când se dorește reducerea temperaturii în coloană, ceea ce este necesar la separarea componentelor cu un punct de fierbere ridicat sau a substanțelor care sunt instabile la temperaturi ridicate. Rectificarea la presiune ridicată este utilizată pentru a separa gazele lichefiate și lichidele foarte volatile.