Mga pangunahing kaalaman sa pagwawasto. Ang kakanyahan ng proseso ng pagwawasto. Ano ang pagwawasto

Nagtataka ako kung ang bawat mahilig sa mga inuming nakalalasing ay iniisip kung ano ang pagwawasto? Ngunit ang prosesong ito ay direktang nauugnay sa mga inuming ito. Maraming mga baguhan na moonshiners ang madalas na nalilito sa pangalawang distillation, na hindi tama. Sa katotohanan, ang mga likido ay distilled nang maraming beses gamit ang mga espesyal na kagamitan, na nagreresulta sa purong alkohol. May isa pang bahagyang katulad na proseso na tinatawag na distillation.

Sa ating modernong panahon, mayroong aktibong pagsulong ng isang malusog na pamumuhay, gayunpaman, ito ay palaging nangyayari, ngunit kamakailan lamang ay naging mas malinaw. Patuloy kaming hinihimok na talikuran ang mga inuming may alkohol at ganap na alisin ang mga ito sa aming diyeta. Ngunit dahil ang sangkatauhan ay gumagamit ng alak mula pa noong mga unang araw ng paglitaw nito, malamang na hindi posible na ganap na iwanan ito. At pinag-uusapan natin hindi lamang ang tungkol sa alak, vodka at iba pang inumin na nakuha sa pamamagitan ng distillation. Ngunit ano ang pagwawasto? Higit pa tungkol dito sa ibaba.

Mga tampok ng alkohol

Mula sa Latin, ang alkohol (spiritus) ay isinalin bilang espiritu at isang organikong tambalan na kinakatawan ng iba't ibang mga compound. Ang pinakakaraniwan sa kanila ay:

• ethyl;
• methyl;
• phenylethyl.

Ang ilang mga species ay nakuha hindi lamang sa mga kondisyon ng laboratoryo, maaari din silang matagpuan sa kalikasan. Halimbawa, sa mga dahon ng halaman ito ay methyl alcohol; ang mga fermented organic na produkto ay naglalaman ng ethanol. Ang ilang uri ng bitamina ay maaari ding mauri bilang mga alkohol: A, B8 at D.

Sa ilalim ng normal na pisikal na kondisyon, ang alkohol ay isang malinaw na likido na may matalim, katangian na amoy at lasa. Ito ay may kakayahang matunaw ang mamantika at mga sangkap na naglalaman ng taba. Tulad ng para sa pangunahing katangian nito, lakas, ito ay 95.57-100%.

Bago sagutin ang tanong, ano ang pagwawasto, ito ay nagkakahalaga ng paglilinaw kung ang alkohol ay may anumang mga kapaki-pakinabang na katangian? Walang alinlangan, mayroon sila, at marami sa kanila. At una sa lahat, ito ay isang antiseptic at deodorizing agent na ginagamit upang disimpektahin ang mga medikal na instrumento, ibabaw ng balat, at gamutin din ang mga kamay ng mga medikal na tauhan bago magsagawa ng mga operasyon. Sa isang ventilator, ang alkohol ay gumaganap bilang isang defoamer. Ginagamit bilang pantunaw para sa paggawa ng mga gamot.

Ngunit, bilang karagdagan sa gamot, ang alkohol ay mabuti din sa paggawa ng mga produktong alkohol - pinatataas nito ang lakas ng mga inumin. Sa bahay, ang isang malakas na likido ay kadalasang ginagamit upang bawasan ang temperatura sa pamamagitan ng pagkuskos. Sa tulong nito, maaari kang maghanda ng mga healing tincture o gumawa ng mainit na compress.

Ang listahan ng lahat ng mga kapaki-pakinabang na katangian at katangian ng alkohol ay maaaring walang katapusan. Pero balik tayo sa topic natin, ano ang rectification.

Ano ang prosesong ito

Ang salitang pagwawasto ay nagmula sa pagsasama ng dalawang salitang Latin:

• rectus - tuwid;
• facio - ginagawa ko.

Sa esensya, ito ay isang espesyal na uri ng proseso na ginagamit upang paghiwalayin ang mga paghahalo ng likido sa mga indibidwal na bahagi nito, depende sa punto ng kumukulo (bawat isa ay may kanya-kanyang sarili). Sa simpleng mga termino, ang agnas ay nangyayari sa iba't ibang mga fraction (mabigat at magaan).

Ito ay nangyayari lamang kapag ang isang daloy ng mga likido at singaw ay nagdikit. Sa pamamagitan ng prosesong ito makukuha ang pinakadalisay at pinakamalakas na alak.

Kadalasan, ang paggawa ng mga inuming may alkohol ay hindi kumpleto nang walang dalawang mahahalagang proseso, tulad ng:

• pagwawasto;
• paglilinis.

Nalaman namin ang una, ngunit ano ang pangalawang proseso? Maraming tao ang nalilito sa dalawang terminong ito, sa paniniwalang sila ay halos magkaparehong bagay. Sa katotohanan, may mga makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng pagwawasto ng alkohol (o anumang iba pang halo) at paglilinis, na tatalakayin natin sa ibang pagkakataon.

Ang isang bahagyang katulad na proseso ay paglilinis.

Kaya, ang kahulugan na ito ay tumutukoy sa proseso ng pagkuha ng isang likidong sangkap sa pamamagitan ng pagpapakulo ng anumang halo kung saan ito naroroon at paglamig ng mga singaw nito upang mabuo ang condensate at makolekta ito. Ang pamamaraang ito ay matagumpay na ginagamit para sa desalination ng mga mixtures. Ito ay nagbibigay-daan hindi lamang upang paghiwalayin ang mga likidong sangkap na naroroon sa isa't isa, kundi pati na rin upang paghiwalayin ang mga solido mula sa likidong pantunaw.

Bilang karagdagan, ang distillation ay mahusay para sa pagkuha ng inuming tubig mula sa isang mapagkukunan ng dagat. Gayundin, maraming mahilig sa gawang bahay na alak ang gumagawa ng mga inumin sa bahay sa ganitong paraan.

Ang mga nakalistang proseso (distillation at rectification ng mixtures) ay ginagamit hindi lamang sa laboratoryo, pharmaceutical industry o sa bahay. Laganap din ang mga ito sa industriya, kung saan ginagamit ang mga ito upang paghiwalayin ang langis sa iba't ibang bahagi:

• gasolina;
• kerosene;
• diesel fuel;
• jet fuel;
• langis ng gasolina

Bilang karagdagan sa mga produktong likido, ang mga solidong sangkap tulad ng bitumen, tar, at aspalto ay maaaring makuha mula sa langis.

Mga natatanging tampok

Ang distillation ay itinuturing na isang simpleng proseso (distillation): ang mga fermented raw na materyales (halimbawa, alak) ay inilalagay sa isang espesyal na kubo, at ito ay pinainit hanggang sa kumukulo. Sa kasong ito, ang mga singaw ay inilabas, na ipinadala sa palamigan, kung saan sila ay nakolekta sa isang lalagyan sa anyo ng condensate. Ang resultang produkto ay hilaw na alkohol. Ang lakas nito ay mula 40 hanggang 50 degrees. Gayunpaman, ito ay nahawahan pa rin ng mga impurities, kaya nangangailangan ito ng paglilinis at karagdagang pagpino.

Sa karamihan ng mga kaso, ang distillate ay muling pinadalisay para sa layuning ito, na nagpapataas ng lakas nito. Ngunit kung kailangan mong makakuha ng malakas at purong alkohol, dapat kang pumili ng ibang paraan. Sa unang tingin, tila walang pagkakaiba sa pagitan ng distillation at rectification. Sa katotohanan ito ay malayo sa kaso.

Ang isang mataas na antas ng purification ay maaari lamang makamit gamit ang mga espesyal na kagamitan na tinatawag na isang distillation column. Ang device nito ay may kasamang drawer, reflux condenser nozzle at cooler. Ang singaw na inilabas mula sa pinainit na hilaw na materyal ay pumapasok sa tubo at nakikipag-ugnayan sa likidong plema na matatagpuan sa loob ng mga dingding nito. Sa kasong ito, ang ilan sa mga singaw sa anyo ng condensate ay tumira sa reflux condenser, at ang natitira ay bumalik sa drawer.

Ito ay kung paano nangyayari ang proseso ng pagwawasto. Kasabay nito, ang pinagmumulan ng materyal ay pinakamataas na nalinis mula sa mga nakakapinsalang impurities (suspension, fusel oil, atbp.). Ang nagresultang rectified alcohol ay may pinakamataas na posibleng lakas - hanggang 96%. Ang ganitong produkto ay ganap na handa para sa teknikal at medikal na layunin.

Tulad ng nakikita mo, ang mga pagkakaiba ay nauugnay hindi lamang sa pamamaraan ng paglilinis, kundi pati na rin sa kalidad ng produkto mismo.

Alak

Upang maitama ang alkohol, ang mga pinaghalong naglalaman nito ay ginagamit bilang pangunahing mapagkukunan - sila ay hinihimok sa pamamagitan ng mga espesyal na haligi. Bilang resulta ng pag-init, ang mga solusyon ay nahahati sa dalawang bahagi:

1. likido.

Purong alcohol ang output. Ang mga tao ay natutong gumawa ng mga inuming may alkohol mula pa noong unang panahon. Ang mga fermented berries at prutas ay ginamit bilang hilaw na materyales. Tanging ang nagresultang produkto ay naglalaman ng hindi gaanong halaga ng alkohol. Ang sitwasyon ay bumuti sa pag-unlad ng industriya ng kemikal. Bukod dito, lumitaw ang isang buong direksyon na naglalayong pataasin ang antas ng mga inuming nakalalasing.

Ang ganap na purong 100% na alkohol ay nakuha lamang sa pagtatapos ng ika-18 siglo. Nagawa ito ng Russian chemist na si Johann Tobias (Tobiy Egorovich) Lowitz. Siya ang nararapat na ituring na lumikha ng proseso ng pagwawasto.

Langis

Ang pangunahing layunin ng pagwawasto ng langis ay upang makakuha ng mga magaan na fraction mula sa langis, na kung saan ay:

• Petrolyo.
• Kerosene.
• Langis ng gas.

Petrolyo ay isang kumbinasyon ng neftenes, alkanes at aromatic hydrocarbons. Ang temperatura ay umabot sa +150...+205 °C. Ang lahat ay nakasalalay sa kung anong uri ng transportasyon ang kailangan mong kumuha ng gasolina - mga kotse, eroplano o iba pang kagamitan.

Kerosene ay isang karaniwang uri ng panggatong para sa pagpapagana ng mga traktor at iba pang uri ng transportasyong pang-agrikultura. Bilang karagdagan, ito ay nagsisilbing isang bahagi para sa diesel fuel. Bilang karagdagan, gumagana din ang ilang mga sistema ng pag-iilaw dito. Ang temperatura ng pag-init ay pinili batay sa nilalayon na layunin, at maaaring maging +150...+180 °C o +270...+280 °C.

Tungkol sa gasolina, kung gayon ang produktong distillation na ito ay pangunahing ginagamit para sa produksyon ng diesel fuel. Ang temperatura ng proseso ay nakasalalay sa mga kinakailangang katangian ng panghuling produkto at mula sa +270...+280 hanggang +320...+350 degrees.

Gayundin, bilang isang resulta ng pagwawasto ng langis, ang mga solidong fraction ay nakuha, na kinabibilangan ng:

• Panggatong na langis.
• Tar.

Panggatong na langis mabuti bilang boiler fuel o maaaring iproseso pa. Halimbawa, ito ay distilled sa ilalim ng pinababang presyon, dinadala ito sa isang vacuum. Ang iba't ibang mga langis ay nakuha sa ganitong paraan. Bilang karagdagan, ito ay ginagamit para sa pag-crack, ang layunin nito ay upang makakuha ng mataas na oktano na gasolina. Ang temperatura para sa langis ng gasolina ay mula sa +230 hanggang +350 degrees.

Matapos ihiwalay ang mga langis mula sa langis ng gasolina, isang halos solidong sangkap ang nakuha - alkitran. Sa turn, ang bitumen ay maaaring makuha mula dito, na isang bahagi ng aspalto. Bilang karagdagan, ang tar ay mahalaga para sa industriya ng metalurhiko, kung saan ang coke ay ginawa mula dito.

Mga tampok na katangian ng proseso ng pagwawasto

Ang pag-unawa sa proseso ng distillation ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa mga mahilig sa mga inuming nakalalasing sa anumang lakas.

At alam kung paano ito naiiba sa distillation, maaari mong piliin ang tamang kagamitan para sa iyong mga pangangailangan, kahit na may awtomatikong pagwawasto para sa produksyon ng mga nais na inumin. Halimbawa, kung kailangan mong makakuha ng isang produkto batay sa ubas o anumang iba pang katas ng prutas na may cake, kung gayon ang isang klasikong distiller ay sapat na. Kung kailangan mong kumuha ng alkohol na may mataas na antas, hindi mo magagawa nang walang haligi ng distillation.

Sa kabutihang palad, ang ilang universal-type na moonshine still ay may atmospheric fitting. Ngayon ay kailangan mo lamang mag-install ng karagdagang drawer at ang kagamitan ay maa-upgrade sa isang column ng distillation. Ang ganitong mga aparato ay mas kanais-nais, lalo na para sa lahat ng mas gustong magsagawa ng mga eksperimento at bumuo ng kanilang mga kasanayan.

Gayunpaman, ang proseso ng pagwawasto ay hindi magiging napakapopular sa karamihan ng mga moonshiners kung wala itong sariling mga trick. Isa na rito ang paggamit ng ready-made distillate bilang alternatibo sa mash. Sa ganitong paraan maiiwasan mo ang hindi kinakailangang abala. Ang katotohanan ay ang paggamit ng mash ay sinamahan ng pagpapalabas ng foam, at sa malalaking dami, na hindi masasabi tungkol sa distillate. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pag-distill ng hilaw na alkohol, mapoprotektahan mo ang column ng distillation mula sa pinsala.

Ang isa pang tampok ay ang mas malaki ang taas ng haligi, mas matindi ang palitan ng masa at init ng dalawang counter flow na magaganap, at magiging mas mahusay ang huling produkto. Iyon ay, ang mga halaga ay proporsyonal: mas mataas ang drawer, mas mataas ang kalidad ng alkohol.

Ang dephlegmator, refrigerator-condenser, heater ay mga ordinaryong heat exchanger, ang pangunahing apparatus ng lahat ng kagamitan ay isang distillation column. Nasa loob nito na ang mga singaw ng distilled mixture ay tumaas, at ang likido (phlegm) ay dumadaloy patungo sa kanila, na ibinibigay sa itaas na bahagi nito.

Ang isang klasikong haligi ay ganito ang hitsura: isang mahabang tubo (mas mataas ang mas mahusay), na tinatawag na isang drawer, pati na rin ang isang reflux condenser na may isang dulo na takip, ay inilalagay sa evaporation cube. Walang mga kumplikadong mekanismo dito, isang gripo lamang para sa sampling, isang salamin sa paningin at isang thermometer. Sa ilang mga kaso, maaaring mayroong isang power regulator.

Pagpapatakbo ng column

Ang buong pamamaraan ay isinasagawa sa maraming yugto:

• Ang mash o anumang iba pang solusyon na naglalaman ng alkohol ay pinainit sa nais na temperatura ng pagwawasto.
• Ang mga nagresultang singaw ay pumasok sa haligi at pagkatapos ay pumasok sa refrigerator.
• Sa itaas, ang singaw ay namumuo sa isang likidong estado at gumagalaw sa kabaligtaran ng direksyon bilang isang likido (plema).
• Ang condensate ay dumadaloy pababa, ang mga singaw ay tumaas patungo dito, at sa proseso ng naturang paghahalo sila ay puspos ng alkohol mula sa plema.

Ang siklo na ito ay nangyayari nang maraming beses, at bilang isang resulta, ang mga singaw ay puspos ng alkohol nang labis na ang lakas ng condensate ay umabot sa 93% o higit pa. Tulad ng para sa mga impurities, ang mga ito ay hindi gaanong pabagu-bago at tumira sa haligi. Para sa kadahilanang ito, mas mainam na gumamit ng matataas na tubo, at kung mas mahaba ang mga ito, mas mabuti ang pangwakas na produkto.

Pagkatapos gumamit ng isang haligi ng distillation, hindi na kailangang magsagawa ng karagdagang paglilinis ng mga nagresultang inumin. Bilang karagdagan, kasama ang mga impurities, ang produkto ay nag-aalis ng mga hindi kasiya-siyang amoy at hindi gustong panlasa.

Kung tungkol sa paggamit ng mash, mas mabuti, kung maaari, gawin nang wala ito, tulad ng nabanggit sa itaas. Ang proseso ay dapat maganap sa isang matatag na temperatura, at ang isang thermally insulated na haligi ay umiiwas sa mga pagbabago sa temperatura.

Presyon ng atmospera

Ang pagpapatakbo ng isang moonshine ay nakasalalay pa rin sa presyon ng atmospera, at maraming mga modelo ay nilagyan ng isang espesyal na angkop. Kapag ito ay sarado, ang aparato ay gumagana sa distillation mode, ngunit sa sandaling ito ay binuksan, ito ay isa nang paraan ng pagwawasto.

Matapos ang hilaw na materyal ay pinainit sa kinakailangang temperatura ng pagkulo, ang sampling nozzle ay sarado. Ang pag-install ay gumagana nang offline nang ilang panahon. Sa sandaling ito, ang singaw ng alkohol ay umiikot sa loob ng haligi, pinatataas ang ratio ng reflux at nililinis ang mga dumi. Pagkatapos ay bubukas ang angkop at isang pamamaraan ang nangyayari kung saan ang presyon at temperatura ng pagwawasto ay pinananatiling nasa mataas na antas. Upang maiwasan ang sobrang pag-init ng kagamitan, ang balbula ng atmospera ay bukas sa buong pagwawasto. Dahil dito, ang presyon ay kinokontrol.

Dahil ang kabit ay patuloy na bukas, ang presyon ng atmospera ay nakakaimpluwensya sa proseso ng pagwawasto na nagaganap sa haligi. Habang bumababa ito, bumababa ang density ng singaw ng alkohol, na humahantong sa isang pagtaas sa kanilang pagkonsumo at bilis ng pagpasa sa pag-install. Ang paglampas sa pinahihintulutang halaga ay nagreresulta sa pagbaha ng column.

At kung tumaas ang presyon, bababa ang bilis ng singaw, na nagpapabagal sa paghahati sa mga fraction. Ito ay maaaring itama sa pamamagitan ng pansamantalang pagsasara ng kabit.

Huwag kalimutan ang presyon sa hanay. Sa dephlegmator ito ay palaging katumbas ng atmospheric value dahil sa open fitting. Direkta sa drawer, ito ay sanhi ng paggalaw ng mga singaw at ang kanilang pakikipag-ugnayan sa plema. Sa kasong ito, ang pagbaba ng presyon ay hindi dapat lumampas sa pinakamataas na halaga na itinakda ng mga tagagawa. Upang makontrol ang halagang ito, ang mga haligi ay nilagyan ng mga espesyal na tubo ng presyon.

Maraming mga kumpanya na gumagawa ng mga modernong yunit ng pagwawasto ay nagsisikap na patatagin ang pagpapatakbo ng kagamitan upang hindi ito nakasalalay sa mga panlabas na kadahilanan. Sa kasamaang palad, hindi pa posible na ganap na maiwasan ang pagkukulang na ito. Kaugnay nito, ang mga tagubilin ay direktang nagsasaad na ang pagwawasto ay hindi dapat isagawa sa mga araw na iyon kung kailan malamang na bumaba ang presyon ng atmospera.

Awtomatikong proseso

Sa panahon ng proseso ng pagwawasto, ang personal na presensya at patuloy na pagsubaybay sa lahat ng nangyayari ay kinakailangan. Gayunpaman, magagawa mo ito nang matalino - gumamit ng automation. Ang mga naturang device ay idinisenyo upang i-automate ang buong pamamaraan nang walang direktang interbensyon ng tao.

Kokolektahin ng mga de-kalidad na device ang tinatawag na mga ulo sa isang hiwalay na lalagyan at pipigilan ang mga buntot na makapasok sa tapos na produkto. Ang control unit ay maglalabas ng cooling water sa tamang oras at magbabawas ng power sa panahon ng pagkuha. Pagkatapos kolektahin ang mga tailing, ang supply ng tubig at pagpainit ay papatayin.

Tulad ng naiintindihan mo, ang awtomatikong pagwawasto ay isang kinakailangang bagay, lalo na kapag ang mga kagyat na bagay ay lumitaw, ang solusyon na hindi maaaring ipagpaliban sa ibang oras.

Sa isang column ng distillation (Figure 2.2), gumagalaw ang singaw mula sa ibaba, at ang likido, na halos purong low-boiling component (reflux), ay ibinibigay mula sa itaas patungo sa singaw. Sa bawat tray sa column, ang singaw at likido ay nagkakadikit. Kasabay nito, mula sa singaw

nakararami ang high-boiling component ay condensed, at nakararami ang low-boiling component ay sumingaw mula sa reflux (Figure 2.3).

Bilang isang resulta, ang mga komposisyon ng singaw at likido ay nagbabago, papalapit na ekwilibriyo. Ang singaw ay nagiging mas mayaman sa mababang kumukulo na bahagi, at ang likido ay nagiging puspos ng mataas na kumukulo na bahagi. Ang singaw ay condensed sa isang condenser. Ang bahagi ng condensate na ito ay napupunta sa anyo ng reflux upang reflux ang haligi, at ang iba pang bahagi, ang distillate, ay kinuha bilang isang tapos na produkto. Ang likidong umaalis sa ilalim ng column ay tinatawag na bottoms.

Figure 2.2 – Diagram ng column ng distillation

Figure 2.3 – Scheme ng interaksyon sa pagitan ng likido at singaw

Karaniwan, ang isang distillation apparatus ay binubuo ng dalawang bahagi - itaas at ibaba, ang bawat isa ay kumakatawan sa isang organisadong bahagi ng contact surface sa pagitan ng singaw at likido. Paunang timpla F ay pinapakain sa gitnang bahagi ng haligi at, bilang isang resulta ng proseso, ay nahahati sa dalawang bahagi: isang bahagi na pinayaman ng isang low-boiling component (LC) - distillate D, at ang bahaging naubos ng NK - nalalabi sa ibaba W.

2.3.3 Patuloy na pagwawasto

Kapag nagsasagawa ng tuluy-tuloy na pagwawasto, ang paunang halo ay ipinakilala sa isang feed plate, na naghahati sa haligi sa dalawang bahagi (Larawan 2.4). Sa itaas na bahagi ng haligi, ang pinakamalaking posibleng pagpapalakas ng mga singaw ay dapat matiyak, i.e. pagpapayaman sa kanila ng NA upang ang mga singaw na katulad ng komposisyon sa purong NA ay ipinadala sa reflux condenser. Samakatuwid, ang bahaging ito ng hanay ay tinatawag na pagpapalakas. Sa ibabang bahagi ng haligi (mula sa feed hanggang sa mas mababang plato), kinakailangan upang alisin ang mababang kumukulo na bahagi mula sa likido sa isang minimum na lawak, i.e. maubos ang likido upang ang isang likido na katulad ng komposisyon sa purong mataas na kumukulo na bahagi ay dumadaloy sa boiler. Alinsunod dito, ang bahaging ito ng column ay tinatawag na exhaustive.

1 - haligi ng paglilinis (1a - bahagi ng pagpapalakas, 1b - kumpletong bahagi); 2 – boiler; 3 – reflux condenser; 4 – divider ng plema; 5 - pampainit ng paunang timpla; 6 – distillate refrigerator (o refrigerator-condenser); 7 – refrigerator para sa natitira (o underproduct); 8.9 – mga koleksyon; 10 - mga bomba

Figure 2.4 – Diagram ng tuluy-tuloy na distillation unit

Ang singaw upang palakasin ang haligi ng paglilinis ay nabuo sa kubo sa pamamagitan ng pagsingaw ng bahagi ng likidong pumapasok sa kubo; ang likido para sa refluxing ng apparatus W (reflux) ay nakukuha sa isang reflux condenser sa pamamagitan ng condensing steam na may komposisyon na katulad ng sa distillate.

Ang init na kinakailangan upang sumingaw ang halo ay ibinibigay dito sa kubo. Ang init ay tinanggal sa reflux condenser, bilang isang resulta kung saan ang mga singaw na pumapasok dito ay ganap o bahagyang condensed.

Mga equation ng balanse ng materyal para sa tuluy-tuloy na column ng distillation:

, (2.1)

, (2.2)

saan F, D, W – pagkonsumo ng masa o nunal ng feed, distillate at ilalim;

– ang nilalaman ng low-boiling component sa feed, distillate at bottoms, mass o mole fractions.

Mga equation ng operating line:

a) ang itaas (pagpapalakas) na bahagi ng haligi ng paglilinis

, (2.3)

b) ang mas mababang (kumpletong) bahagi ng hanay

, (2.4)

saan y At x– mga di-equilibrium na konsentrasyon, variable sa taas ng column, mga mole fraction ng highly volatile component sa singaw at sa likido sa isang partikular na seksyon ng column;

R= F/ D- reflux ratio;

– kamag-anak (bawat 1 kmol ng distillate) molar na pagkonsumo ng pagkain.

Sa isang distillation column, hindi tulad ng isang absorption column, ang kabuuang molar flow rate ng singaw at likido ay ipinapalagay na pare-pareho sa taas ng column batay sa theoretical premises; ayon dito, ang molar flow rate at concentrations ay ginagamit sa mga equation (2.3). ) at (2.4). Sa itaas na bahagi ng column, sa itaas ng input ng paunang likidong pinaghalong, ang molar flow rate ng likido, pare-pareho sa taas ng column, ay katumbas ng
, sa ibaba ng column ito ay katumbas ng . Ang molar flow rate ng singaw, pare-pareho sa taas, ay pareho sa itaas at ibabang bahagi ng column.

Ang layunin ng artikulo ay pag-aralan ang teoretikal at ilang praktikal na aspeto ng pagpapatakbo ng isang hanay ng distillation sa bahay na naglalayong gumawa ng ethyl alcohol, pati na rin upang iwaksi ang pinakakaraniwang mga alamat sa Internet at linawin ang mga punto na ang mga nagbebenta ng kagamitan ay "tahimik" tungkol sa.

Pagwawasto ng alkohol– paghihiwalay ng isang multicomponent na halo na naglalaman ng alkohol sa mga purong fraction (ethyl at methyl alcohol, tubig, fusel oil, aldehydes at iba pa) na may iba't ibang mga punto ng kumukulo, sa pamamagitan ng paulit-ulit na pagsingaw ng likido at pagkondensasyon ng singaw sa mga contact device (mga plato o nozzle) sa mga espesyal na aparato ng counter-flow tower.

Mula sa isang pisikal na punto ng view, ang pagwawasto ay posible, dahil sa una ang konsentrasyon ng mga indibidwal na sangkap ng pinaghalong sa singaw at likido na mga phase ay naiiba, ngunit ang sistema ay may posibilidad na balanse - ang parehong presyon, temperatura at konsentrasyon ng lahat ng mga sangkap sa bawat isa. yugto. Kapag nakikipag-ugnayan sa isang likido, ang singaw ay pinayaman ng mga sangkap na lubhang pabagu-bago (mababang kumukulo), at ang likido, naman, ay pinayaman ng mga sangkap na hindi pabagu-bago (high-boiling). Kasabay ng pagpapayaman, nangyayari ang palitan ng init.

Diagram ng eskematiko

Ang sandali ng pakikipag-ugnay (interaksyon ng mga daloy) ng singaw at likido ay tinatawag na proseso ng paglipat ng init at masa.

Dahil sa iba't ibang direksyon ng paggalaw (tumataas ang singaw at dumadaloy ang likido), pagkatapos maabot ng system ang equilibrium sa itaas na bahagi ng column ng distillation, posibleng hiwalay na pumili ng halos purong mga bahagi na bahagi ng pinaghalong. Una, ang mga sangkap na may mas mababang punto ng kumukulo (aldehydes, eter at alkohol) ay lumalabas, pagkatapos ay ang mga may mataas na punto ng kumukulo (fusel oil).

Estado ng balanse. Lumilitaw sa mismong hangganan ng phase separation. Ito ay makakamit lamang kung ang dalawang kundisyon ay sabay na natutugunan:

1. Pantay na presyon ng bawat indibidwal na bahagi ng pinaghalong.
2. Ang temperatura at konsentrasyon ng mga sangkap sa parehong mga yugto (singaw at likido) ay pareho.

Ang mas madalas na ang sistema ay napupunta sa ekwilibriyo, mas epektibo ang init at mass transfer at paghihiwalay ng pinaghalong sa mga indibidwal na bahagi.

Pagkakaiba sa pagitan ng distillation at rectification

Tulad ng makikita mo sa graph, mula sa isang 10% na solusyon sa alkohol (mash) maaari kang makakuha ng 40% moonshine, at ang pangalawang distillation ng halo na ito ay magbubunga ng 60-degree na distillate, at ang pangatlo - 70%. Ang mga sumusunod na pagitan ay posible: 10-40; 40-60; 60-70; 70-75 at iba pa hanggang sa maximum na 96%.

Sa teorya, upang makakuha ng purong alkohol, 9-10 na magkakasunod na distillation ang kinakailangan sa isang moonshine pa rin. Sa pagsasagawa, ang paglilinis ng mga likidong naglalaman ng alkohol na may konsentrasyon na mas mataas sa 20-30% ay sumasabog, at dahil sa malaking paggasta ng enerhiya at oras, hindi ito kumikita sa ekonomiya.

Mula sa puntong ito, ang pagwawasto ng alkohol ay hindi bababa sa 9-10 sabay-sabay, sunud-sunod na mga distillation na nangyayari sa iba't ibang mga elemento ng contact ng haligi (mga nozzle o mga plato) kasama ang buong taas.

Pagkakaiba	Distillation	Pagwawasto
Organoleptics ng inumin	Pinapanatili ang aroma at lasa ng orihinal na hilaw na materyales.	Ang resulta ay puro alcohol, walang amoy at walang lasa (may solusyon ang problema).
Lakas ng output	Depende sa bilang ng mga distillation at ang disenyo ng apparatus (karaniwan ay 40-65%).	Hanggang sa 96%.
Degree ng fractionation	Mababa, ang mga sangkap kahit na may iba't ibang mga punto ng kumukulo ay halo, hindi ito maaaring itama.	Mataas, purong mga sangkap ay maaaring ihiwalay (lamang na may iba't ibang mga punto ng kumukulo).
Kakayahang alisin ang mga nakakapinsalang sangkap	Mababa o katamtaman. Upang mapabuti ang kalidad, kinakailangan ang hindi bababa sa dalawang distillation, na may hindi bababa sa isa sa mga ito ay nahahati sa mga fraction.	Mataas, na may tamang diskarte, ang lahat ng mga nakakapinsalang sangkap ay pinutol.
Pagkawala ng alak	Matangkad. Kahit na may tamang diskarte, maaari mong kunin ang hanggang 80% ng kabuuang halaga habang pinapanatili ang katanggap-tanggap na kalidad.	Mababa. Sa teorya, posible na kunin ang lahat ng ethyl alcohol nang walang pagkawala ng kalidad. Sa pagsasagawa, hindi bababa sa 1-3% na pagkalugi.
Pagiging kumplikado ng teknolohiya para sa pagpapatupad sa bahay	Mababa at katamtaman. Kahit na ang pinaka primitive na apparatus na may coil ay angkop. Posible ang mga pagpapabuti ng kagamitan. Ang teknolohiya ng distillation ay simple at prangka. Ang moonshine ay karaniwang hindi kumukuha ng maraming espasyo kapag nasa maayos na trabaho.	Mataas. Kinakailangan ang mga espesyal na kagamitan, na hindi maaaring gawin nang walang kaalaman at karanasan. Ang proseso ay mas mahirap na maunawaan; paunang kahit man lang teoretikal na paghahanda ay kinakailangan. Ang hanay ay tumatagal ng mas maraming espasyo (lalo na sa taas).
Panganib (kumpara sa isa't isa), ang parehong mga proseso ay mga panganib sa sunog at pagsabog.	Salamat sa pagiging simple ng moonshine pa rin, ang distillation ay medyo mas ligtas (subjective na opinyon ng may-akda ng artikulo).	Dahil sa kumplikadong kagamitan, kapag nagtatrabaho kung saan may panganib na makagawa ng higit pang mga pagkakamali, ang pagwawasto ay mas mapanganib.

Pagpapatakbo ng isang haligi ng paglilinis

Kolum ng distillation– isang aparato na idinisenyo upang paghiwalayin ang isang multicomponent na pinaghalong likido sa magkakahiwalay na mga fraction batay sa punto ng kumukulo. Ito ay isang silindro ng pare-pareho o variable na cross-section, sa loob kung saan mayroong mga elemento ng contact - mga plato o nozzle.

Gayundin, halos bawat haligi ay may mga pantulong na yunit para sa pagbibigay ng paunang pinaghalong (hilaw na alkohol), pagsubaybay sa proseso ng pagwawasto (mga thermometer, automation) at pagpili ng distillate - isang module kung saan ang singaw ng isang tiyak na sangkap na nakuha mula sa system ay pinalapot at pagkatapos ay kinuha. palabas.

Isa sa mga pinakakaraniwang disenyo ng bahay

Hilaw na alak– isang produkto ng distillation ng mash gamit ang classical na paraan ng distillation, na maaaring "ibuhos" sa isang column ng distillation. Sa katunayan, ito ay moonshine na may lakas na 35-45 degrees.

Reflux– steam condensed sa dephlegmator, dumadaloy pababa sa mga dingding ng column.

Reflux ratio– ang ratio ng dami ng plema sa masa ng distillate na kinuha. May tatlong stream sa isang column ng distillation ng alak: steam, reflux at distillate (ang huling layunin). Sa simula ng proseso, ang distillate ay hindi na-withdraw upang ang sapat na reflux ay lilitaw sa column para sa init at mass transfer. Pagkatapos ang bahagi ng singaw ng alkohol ay pinalapot at kinuha mula sa haligi, at ang natitirang singaw ng alkohol ay patuloy na lumilikha ng isang reflux flow, na tinitiyak ang normal na operasyon.

Para sa karamihan ng mga pag-install upang gumana, ang reflux ratio ay dapat na hindi bababa sa 3, iyon ay, 25% ng distillate ay kinuha, ang natitira ay kinakailangan sa haligi para sa patubig ng mga elemento ng contact. Ang pangkalahatang tuntunin ay: mas mabagal ang pag-sample ng alkohol, mas mataas ang kalidad.

Mga contact device ng distillation column (mga plate at nozzle)

Ang mga ito ay responsable para sa paulit-ulit at sabay-sabay na paghihiwalay ng halo sa likido at singaw, na sinusundan ng paghalay ng singaw sa likido - pagkamit ng isang estado ng balanse sa haligi. Ang lahat ng iba pang mga bagay ay pantay-pantay, mas maraming mga contact device ang mayroon sa disenyo, mas epektibo ang pagwawasto sa mga tuntunin ng paglilinis ng alkohol, dahil ang ibabaw ng phase interaction ay tumataas, na nagpapatindi sa buong init at mass transfer.

Teoretikal na plato– isang ikot ng pag-alis sa estado ng ekwilibriyo at muling pagkamit nito. Upang makakuha ng mataas na kalidad na alkohol, kinakailangan ang isang minimum na 25-30 teoretikal na plato.

Pisikal na plato- isang talagang gumaganang aparato. Ang singaw ay dumadaan sa layer ng likido sa plato sa anyo ng maraming mga bula, na lumilikha ng isang malaking contact surface. Sa klasikal na disenyo, ang pisikal na plato ay nagbibigay ng humigit-kumulang kalahati ng mga kondisyon upang makamit ang isang estado ng balanse. Dahil dito, para sa normal na operasyon ng isang haligi ng distillation, dalawang beses na mas maraming pisikal na mga plato ang kinakailangan bilang ang teoretikal (kinakalkula) na minimum - 50-60 piraso.

Mga nozzle Kadalasan, ang mga plato ay naka-install lamang sa mga pang-industriyang pag-install. Sa laboratoryo at home distillation columns, ang mga nozzle ay ginagamit bilang contact elements - espesyal na twisted copper (o steel) wire o dishwashing mesh. Sa kasong ito, ang reflux ay dumadaloy sa isang manipis na stream sa buong ibabaw ng nozzle, na nagbibigay ng maximum na lugar ng contact na may singaw.

Ang mga nozzle na gawa sa mga washcloth ay ang pinaka-praktikal

Mayroong maraming mga disenyo. Ang kawalan ng mga homemade wire attachment ay posibleng pinsala sa materyal (pagitim, kalawang); ang mga analogue ng pabrika ay walang mga naturang problema.

Mga katangian ng column ng distillation

Materyal at sukat. Ang column cylinder, nozzles, cube at distiller ay dapat gawa sa food-grade, hindi kinakalawang, ligtas kapag pinainit (lumalawak nang pantay-pantay) na haluang metal. Sa mga lutong bahay na disenyo, ang mga lata at pressure cooker ay kadalasang ginagamit bilang isang kubo.

Ang pinakamababang haba ng tubo ng isang haligi ng paglilinis ng bahay ay 120-150 cm, diameter ay 30-40 mm.

Sistema ng pag-init. Sa panahon ng proseso ng pagwawasto, napakahalaga na kontrolin at mabilis na ayusin ang kapangyarihan ng pag-init. Samakatuwid, ang pinakamatagumpay na solusyon ay ang pagpainit gamit ang mga elemento ng pag-init na naka-mount sa ibabang bahagi ng kubo. Ang pagbibigay ng init sa pamamagitan ng isang gas stove ay hindi inirerekomenda, dahil hindi nito pinapayagan kang mabilis na baguhin ang hanay ng temperatura (mataas na pagkawalang-galaw ng system).

Kontrol sa proseso. Sa panahon ng pagwawasto, mahalagang sundin ang mga tagubilin ng tagagawa ng haligi, na dapat magpahiwatig ng mga tampok ng pagpapatakbo, kapangyarihan ng pag-init, reflux ratio at pagganap ng modelo.

Pinapayagan ka ng thermometer na tumpak na kontrolin ang proseso ng pagpili ng fraction

Napakahirap kontrolin ang proseso ng pagwawasto nang walang dalawang simpleng aparato - isang thermometer (tumutulong na matukoy ang tamang antas ng pag-init) at isang metro ng alkohol (sinusukat ang lakas ng nagresultang alkohol).

Pagganap. Hindi ito nakasalalay sa laki ng haligi, dahil mas mataas ang drawer (pipe), mas maraming pisikal na mga plato ang nasa loob, samakatuwid, mas mahusay ang paglilinis. Ang pagiging produktibo ay apektado ng kapangyarihan ng pag-init, na tumutukoy sa bilis ng mga daloy ng singaw at reflux. Ngunit kung mayroong labis na ibinibigay na kapangyarihan, ang haligi ay mabulunan (hihinto sa pagtatrabaho).

Ang average na produktibo ng mga haligi ng paglilinis ng bahay ay 1 litro bawat oras na may lakas ng pag-init na 1 kW.

Epekto ng presyon. Ang kumukulo na punto ng mga likido ay nakasalalay sa presyon. Para sa matagumpay na pagwawasto ng alkohol, ang presyon sa tuktok ng haligi ay dapat na malapit sa atmospera - 720-780 mmHg. Kung hindi, habang bumababa ang presyon, bababa ang density ng singaw at tataas ang rate ng evaporation, na maaaring maging sanhi ng pagbaha sa column. Kung ang presyon ay masyadong mataas, ang rate ng pagsingaw ay bumaba, na ginagawang hindi epektibo ang aparato (walang paghihiwalay ng halo sa mga fraction). Upang mapanatili ang tamang presyon, ang bawat haligi ng paglilinis ng alkohol ay nilagyan ng tubo ng komunikasyon na may atmospera.

Tungkol sa posibilidad ng homemade assembly. Theoretically, ang isang distillation column ay hindi isang napakakomplikadong device. Ang mga disenyo ay matagumpay na ipinatupad ng mga manggagawa sa bahay.

Ngunit sa pagsasagawa, nang walang pag-unawa sa mga pisikal na pundasyon ng proseso ng pagwawasto, tamang pagkalkula ng mga parameter ng kagamitan, pagpili ng mga materyales at mataas na kalidad na pagpupulong ng mga bahagi, ang paggamit ng isang homemade distillation column ay nagiging isang mapanganib na aktibidad. Kahit isang pagkakamali ay maaaring humantong sa sunog, pagsabog o pagkasunog.

Sa mga tuntunin ng kaligtasan, ang mga column na gawa sa pabrika na nakapasa sa mga pagsubok (may sumusuportang dokumentasyon) ay mas maaasahan, at mayroon ding mga tagubilin (na dapat na detalyado). Ang panganib ng isang kritikal na sitwasyon ay bumaba sa dalawang salik lamang - tamang pagpupulong at pagpapatakbo ayon sa mga tagubilin, ngunit ito ay isang problema sa halos lahat ng mga gamit sa bahay, at hindi lamang mga haligi o moonshine still.

Prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang column ng distillation

Ang kubo ay napuno sa maximum na 2/3 ng dami nito. Bago i-on ang pag-install, siguraduhing suriin ang higpit ng mga koneksyon at pagpupulong, patayin ang distillate selection unit at magbigay ng cooling water. Pagkatapos lamang nito maaari mong simulan ang pag-init ng kubo.

Ang pinakamainam na lakas ng pinaghalong naglalaman ng alkohol na ipinakain sa haligi ay 35-45%. Iyon ay, sa anumang kaso, ang paglilinis ng mash ay kinakailangan bago ang pagwawasto. Ang resultang produkto (hilaw na alkohol) ay pagkatapos ay pinoproseso sa isang hanay, pagkuha ng halos purong alkohol.

Nangangahulugan ito na ang isang home distillation column ay hindi isang kumpletong kapalit para sa isang classic na moonshine still (distiller) at maaari lamang ituring na karagdagang purification step na mas mahusay na pumapalit sa re-distillation (second distillation), ngunit neutralisahin ang mga organoleptic na katangian ng inumin.

Upang maging patas, tandaan ko na karamihan sa mga modernong modelo ng mga column ng distillation ay nangangailangan ng operasyon sa moonshine still mode. Upang lumipat sa distillation, kailangan mo lamang isara ang koneksyon sa atmospera at buksan ang distillate selection unit.

Kung ang parehong mga kabit ay sarado sa parehong oras, ang pinainit na haligi ay maaaring sumabog dahil sa labis na presyon! Huwag gumawa ng ganoong pagkakamali!

Sa tuluy-tuloy na mga pang-industriya na pag-install, ang mash ay madalas na dalisay kaagad, ngunit posible ito dahil sa napakalaking laki at mga tampok ng disenyo nito. Halimbawa, ang pamantayan ay isang tubo na may taas na 80 metro at 6 na metro ang lapad, kung saan maraming beses na mas maraming mga elemento ng contact ang naka-install kaysa sa mga haligi ng distillation para sa bahay.

Mahalaga ang sukat. Ang mga kakayahan ng mga distillery sa mga tuntunin ng paglilinis ay mas malaki kaysa sa pagwawasto sa bahay

Pagkatapos lumipat, ang likido sa kubo ay dinadala sa isang pigsa ng heater. Ang nagreresultang singaw ay tumataas sa haligi, pagkatapos ay pumapasok sa reflux condenser, kung saan ito ay nag-condense (lumalabas ang reflux) at bumabalik sa likidong anyo sa kahabaan ng mga dingding ng tubo hanggang sa ibabang bahagi ng haligi, sa pagbabalik na nakikipag-ugnay sa tumataas na singaw sa mga plato o mga nozzle. Sa ilalim ng pagkilos ng heater, ang reflux ay nagiging singaw muli, at ang singaw sa tuktok ay muling pinalapot ng reflux condenser. Ang proseso ay nagiging paikot, na ang parehong mga stream ay patuloy na nakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Pagkatapos ng stabilization (ang singaw at reflux ay sapat para sa isang estado ng balanse), ang mga dalisay (hiwalay) na mga praksyon na may pinakamababang punto ng kumukulo (methyl alcohol, acetaldehyde, ethers, ethyl alcohol) ay naiipon sa itaas na bahagi ng column, at ang mga may pinakamataas na ( fusel oil) na naipon sa ibaba. Habang nagpapatuloy ang pagpili, ang mga mas mababang fraction ay unti-unting tumataas sa hanay.

Sa karamihan ng mga kaso, ang isang column kung saan hindi nagbabago ang temperatura sa loob ng 10 minuto ay itinuturing na stable (maaaring magsimula ang pagpili) (ang kabuuang oras ng warm-up ay 20-60 minuto). Hanggang sa sandaling ito, gumagana ang device "sa sarili nito," na lumilikha ng mga daloy ng singaw at reflux na may posibilidad na maging equilibrium. Pagkatapos ng pagpapapanatag, nagsisimula ang pagpili ng bahagi ng ulo, na naglalaman ng mga nakakapinsalang sangkap: eter, aldehydes at methyl alcohol.

Hindi inaalis ng column ng distillation ang pangangailangan na paghiwalayin ang output sa mga fraction. Tulad ng sa kaso ng isang conventional moonshine pa rin, kailangan mong tipunin ang "ulo", "katawan" at "buntot". Ang pagkakaiba lamang ay ang kadalisayan ng output. Sa panahon ng pagwawasto, ang mga fraction ay hindi "lubricated" - mga sangkap na may mga kumukulo na malapit sa, ngunit hindi bababa sa isang ikasampu ng isang degree na naiiba sa, ay hindi nagsalubong, samakatuwid, kapag ang "katawan" ay napili, halos purong alkohol ay nakuha. Sa panahon ng conventional distillation, pisikal na imposibleng paghiwalayin ang ani sa mga fraction na binubuo lamang ng isang substance, kahit anong disenyo ang ginamit.

Kung ang haligi ay nakatakda sa pinakamainam na operating mode, pagkatapos ay walang mga kahirapan sa pagpili ng "katawan", dahil ang temperatura ay matatag sa lahat ng oras.

Sa panahon ng pagwawasto, ang mga mas mababang fraction ("buntot") ay pinili batay sa temperatura o amoy, ngunit hindi tulad ng distillation, ang mga sangkap na ito ay hindi naglalaman ng alkohol.

Pagbabalik ng mga katangian ng organoleptic sa alkohol. Kadalasan, ang "mga buntot" ay kinakailangan upang ibalik ang "kaluluwa" sa naayos na alkohol - ang aroma at lasa ng orihinal na hilaw na materyal, halimbawa, isang mansanas o ubas. Matapos makumpleto ang proseso, ang isang tiyak na halaga ng mga nakolektang tailing ay idinagdag sa purong alkohol. Ang konsentrasyon ay kinakalkula nang empirically sa pamamagitan ng pag-eksperimento sa isang maliit na halaga ng produkto.

Ang bentahe ng pagwawasto ay ang kakayahang kunin ang halos lahat ng alkohol na nilalaman ng likido nang hindi nawawala ang kalidad nito. Nangangahulugan ito na ang "mga ulo" at "mga buntot" na nakuha sa isang moonshine ay maaari pa ring iproseso sa isang column ng distillation at makagawa ng ethyl alcohol na ligtas para sa kalusugan.

Pagbaha ng haligi ng paglilinis

Ang bawat disenyo ay may pinakamataas na bilis ng paggalaw ng singaw, pagkatapos nito ang daloy ng reflux sa kubo ay unang bumagal at pagkatapos ay ganap na huminto. Naiipon ang likido sa bahagi ng distillation ng haligi at nangyayari ang "pagbaha" - ang pagtigil ng proseso ng paglipat ng init at masa. Mayroong isang matalim na pagbaba ng presyon sa loob, at lumilitaw ang kakaibang ingay o gurgling.

Mga dahilan para sa pagbaha ng distillation column:

• paglampas sa pinahihintulutang kapangyarihan ng pag-init (pinakakaraniwan);
• pagbara sa ilalim ng aparato at labis na pagpuno ng kubo;
• napakababang presyon ng atmospera (karaniwang ng matataas na bundok);
• ang boltahe ng network ay nasa itaas ng 220V - bilang isang resulta, ang lakas ng mga elemento ng pag-init ay tumataas;
• mga pagkakamali sa disenyo at mga pagkakamali.

Pagwawasto - ang proseso ng paghihiwalay ng mga pinaghalong sangkap na natutunaw sa isa't isa na naiiba sa mga punto ng kumukulo sa pamamagitan ng countercurrent na paulit-ulit na pagdikit ng nonequilibrium na likido at singaw. Ang pakikipag-ugnay ay isinasagawa, bilang isang panuntunan, sa mga aparato ng hanay sa disc o mga naka-pack na aparato sa pakikipag-ugnay nang magkasalungat - singaw mula sa ibaba hanggang sa itaas, likido mula sa itaas hanggang sa ibaba.

kagamitan sa hanay Ito ay isang patayong bakal na tubo na may mga contact device na matatagpuan sa loob. Sa mga column ng tray, nangyayari ang pakikipag-ugnay sa mga yugto sa magkakahiwalay na mga yugto na tinatawag na mga tray (salaan, kampanilya, balbula, atbp.), kadalasan sa pamamagitan ng pagbubula ng singaw sa isang layer ng likido o sa pamamagitan ng paghahalo ng spray, o iba pang paraan na nagbibigay ng pinakamabisang init at mass transfer . Sa mga naka-pack na haligi, ang pakikipag-ugnay ay patuloy na isinasagawa sa pagitan ng singaw at isang likidong pelikula sa isang layer ng pag-iimpake na may nabuong ibabaw kung saan ang haligi ay napuno (durog na bato, singsing, bukal, mata, atbp.).

Ang likido, na medyo mayaman sa mababang kumukulo na mga bahagi at may medyo mas mababang temperatura, ay pumapasok sa contact device mula sa itaas. Ang singaw, na mayaman sa mataas na kumukulo na bahagi at may mas mataas na temperatura, ay pumapasok sa contact device mula sa ibaba. Sa contact device, ang likido at singaw ay nagsusumikap para sa equilibrium sa pamamagitan ng init at mass transfer. Kung ang equilibrium ay nakamit sa pagitan ng singaw at likido na umaalis sa contact device, kung gayon ang naturang contact device ay tinatawag na theoretical stage o theoretical plate.

Simple paglilinis(“moonshine still”) ay nagbibigay ng isang beses na magandang kontak ng likido at singaw at katumbas ito ng isang teoretikal na yugto. Ang mga tunay na tray ng mga pang-industriyang haligi ay may kahusayan na 0.3...0.8 na mga yugto ng teoretikal. Para sa mga naka-pack na column, mayroong isang dami na tinatawag na katumbas na theoretical plate height - ito ang taas ng naka-pack na layer, ang mass transfer efficiency na katumbas ng isang theoretical stage. Ang taas na ito ay maaaring 100...600mm. Sa mga contact device, ang singaw ay pinayaman ng isang mababang kumukulo na bahagi, at ang likido na may mataas na kumukulo. Ang pagdaan sa isang serye ng mga yugto, ang likido at singaw ay umabot sa tinukoy na mga konsentrasyon ng mga bahagi. Ang mga bahagi na mababa ang kumukulo ay puro sa tuktok ng haligi, ang mga mataas na kumukulo ay puro sa ibaba. Sa pamamagitan ng pagtaas ng bilang ng mga hakbang, posible na makakuha ng anumang naibigay na kalinawan ng paghihiwalay ng mga bahagi. Sa kahabaan ng taas ng column, ang mga konsentrasyon ng mga bahagi kung minsan ay nagbabago nang medyo nonlinearly.

Sa mga device patuloy na pagwawasto ang mga hilaw na materyales ay ipinakilala humigit-kumulang sa gitna ng taas ng haligi, i.e. papunta sa plato kung saan ang mga konsentrasyon ng mga bahagi ay humigit-kumulang katumbas ng mga hilaw na materyales. Ang isang distillate na mayaman sa mababang kumukulo na mga bahagi ay kinokolekta mula sa tuktok ng haligi. Ang isang nalalabi na mayaman sa mataas na kumukulo na mga bahagi ay kinokolekta mula sa ibaba. Ang mga singaw mula sa itaas na plato ng haligi ay pinalamig sa isang pampalapot, ang bahagi sa anyo ng singaw o likido ay kinuha bilang distillate, ang natitira ay ibinalik sa haligi sa anyo ng likido. Ang likido mula sa mas mababang plato ay pinainit sa isang boiler, ang bahagi ng likido ay kinuha bilang mas mababang produkto (nalalabi), ang natitira ay ibinalik sa haligi sa anyo ng singaw.

Ang ratio ng mass flow rate ng likido na pumapasok sa column mula sa condenser hanggang sa mass flow rate ng distillate ay tinatawag ratio ng kati. Ang ratio ng mass flow rate ng singaw mula sa boiler hanggang sa mass flow rate ng residue ay tinatawag na numero ng singaw. Ang mga numerong ito ay nagpapakilala sa operating mode ng itaas (sa itaas ng supply) at mas mababa (sa ibaba ng supply) na mga seksyon ng column. Kung mas mataas ang numero ng reflux (at singaw), mas madali (na may mas maliit na bilang ng mga hakbang) ang nais na kalinawan ng paghihiwalay ng pinaghalong sa pamamagitan ng pagwawasto ay nakakamit, ngunit ang tiyak na pagkonsumo ng enerhiya ay tumataas din at ang pagiging produktibo ng haligi ay bumababa. Ang reflux (at singaw) na numero ay hindi maaaring mas mababa sa isang tiyak na minimum, kung saan ang tinukoy na kalinawan ng pagwawasto ay hindi nakakamit sa isang arbitraryong malaking bilang ng mga yugto.

Sa pana-panahong pagwawasto ang isang bahagi ng mga hilaw na materyales ay inilalagay sa isang reboiler ng naaangkop na dami (tinatawag na isang column cube), walang mga hilaw na materyales na idinagdag sa panahon ng proseso ng pagwawasto, at ang komposisyon ng ibabang nalalabi ay patuloy na nagbabago mula sa komposisyon ng hilaw na materyal hanggang sa tinukoy mataas na kumukulo na nalalabi. Alinsunod dito, ang isang distillate ng isang komposisyon na nag-iiba-iba ng oras ay kinuha mula sa tuktok ng hanay. Kung ang bilang ng mga bahagi ng pinaghalong ay maliit (2...5), at ang bilang ng mga yugto at ang reflux ratio ay sapat para sa isang medyo malinaw na paghihiwalay, kung gayon ang komposisyon ng distillate at ang temperatura sa itaas na plato ay nagbabago nang sunud-sunod. , sa una ang distillate ay binubuo ng isang puro pinakamababang kumukulo na bahagi (tawagin natin itong unang bahagi) , pagkatapos ay sumusunod sa isang maikling panahon ng paglipat kapag ang distillate ay isang halo ng variable na komposisyon, kung saan ang konsentrasyon ng unang bahagi ay bumababa, at ang Ang konsentrasyon ng pangalawang bahagi ay tumataas, pagkatapos ang distillate ay binubuo ng isang puro pangalawang bahagi, atbp. para sa lahat ng mga sangkap. Ang distillate ng mga panahon ng paglipat ay tradisyonal na tinatawag na masamang pagbawas; ito ay halo-halong sa susunod na bahagi ng mga hilaw na materyales.

Kung ang kalinawan ng paghihiwalay ay mababa at/o ang bilang ng mga bahagi ay malaki (mga pinaghalong petrolyo), kung gayon ang sunud-sunod na komposisyon ng distillate ay nagiging hindi napapansin, ang komposisyon ng distillate at ang temperatura sa itaas na plato ay patuloy na nagbabago. Ang mga multicomponent mixture ay maaaring paghiwalayin sa mga indibidwal na bahagi sa pamamagitan ng paulit-ulit na pagwawasto ng mga makitid na bahagi ng mga distillate na naglalaman ng isang maliit na bilang ng mga bahagi. Ang mga tampok ng pagwawasto ng mga pinaghalong langis ay tinutukoy ng mga kinakailangan para sa kalidad ng paghihiwalay sa mga praksyon at ang katotohanan na ang mga pinaghalong langis ay binubuo ng libu-libong mga bahagi. Ang multicomponent na katangian ng mga pinaghalong petrolyo ay tumutukoy sa tuluy-tuloy na komposisyon ng distillate sa panahon ng pana-panahong pagwawasto para sa anumang praktikal na matamo na bilang ng mga yugto at reflux ratio.

Ang kalidad ng paghihiwalay sa mga fraction ay tinutukoy ng mga resulta ng simpleng distillation (ASTM D86 standard) ng mga sample ng isang binigay na fraction, sa temperaturang 5% at 95% distillation. Tinutukoy ng mga pamantayan para sa mga nauugnay na produktong petrolyo na ang temperaturang overlap ng 95% at 5% distillation sa pagitan ng mga katabing fraction ay dapat na hindi hihigit sa 10...15C. Halimbawa, kung ang 95% ng fraction ng gasolina na nakuha sa isang partikular na column ay distilled sa pamamagitan ng D86 sa hindi hihigit sa 180C, kung gayon ang 5% ng diesel fraction na nakuha sa parehong column ay dapat na distilled sa pamamagitan ng D86 sa hindi bababa sa 170C.

Ang isa sa mga pinaka-karaniwang pamamaraan para sa paghihiwalay ng mga likidong homogenous mixtures na binubuo ng dalawa o higit pang mga bahagi ay ang distillation (distillation at rectification). Sa isang malawak na kahulugan, ang distillation ay isang proseso na kinasasangkutan ng bahagyang pagsingaw ng pinaghalong pinaghihiwalay at kasunod na paghalay ng mga nagresultang singaw, na isinasagawa nang isang beses o paulit-ulit. Bilang resulta ng paghalay, ang isang likido ay nakuha na ang komposisyon ay naiiba sa komposisyon ng orihinal na pinaghalong.

Ang pagwawasto ay isang proseso ng paulit-ulit na bahagyang pagsingaw ng likido at paghalay ng singaw. Ang proseso ay isinasagawa sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa mga singaw at likidong daloy na may iba't ibang temperatura, at kadalasang isinasagawa sa mga aparatong haligi. Sa bawat pagdikit, ang isang sangkap na nakararami sa mababang kumukulo (LBC) ay sumingaw mula sa likido, na nagpapayaman sa singaw, at isang nakararami na mataas na kumukulo na bahagi (HBC) ay pinalapot mula sa singaw, na nagiging likido. Ang dalawang-daan na pagpapalitan ng mga bahagi, na paulit-ulit na maraming beses, sa huli ay ginagawang posible na makakuha ng mga pares na halos purong NCC. Ang mga singaw na ito, pagkatapos ng paghalay sa isang hiwalay na aparato, ay gumagawa ng isang distillate (naituwid) at reflux - isang likido na bumalik upang patubigan ang haligi at nakikipag-ugnayan sa tumataas na mga singaw. Ang singaw ay nakuha sa pamamagitan ng bahagyang pagsingaw mula sa ilalim ng haligi ng nalalabi, na halos purong VCC.

Ang mga proseso ng pagwawasto ay isinasagawa sa mga aparato, ang teknolohikal na pamamaraan kung saan nakasalalay sa layunin ng aparato at ang presyon sa loob nito, at ang disenyo - sa paraan ng pag-aayos ng phase contact.

Kapag ang proseso ng pagwawasto ay isinasagawa nang sunud-sunod sa mga aparatong haligi, ang pakikipag-ugnay sa pagitan ng singaw at likido ay maaaring mangyari sa isang countercurrent (sa mga tray na may type na pagkabigo), sa isang cross flow (sa mga tray na may hugis ng takip), sa isang kasabay na daloy (mga jet tray) .

Kung ang proseso ng pagwawasto ay isinasagawa nang tuluy-tuloy sa buong volume ng column apparatus, kung gayon ang pakikipag-ugnay sa pagitan ng singaw at likido sa panahon ng paggalaw ng parehong mga phase ay maaari lamang mangyari sa countercurrent. Ang mga modernong rectifying device ay maaaring uriin depende sa teknolohikal na layunin, presyon at panloob na aparato na nagsisiguro ng contact sa pagitan ng singaw at likido.

Ayon sa kanilang teknolohikal na layunin, ang mga rectifying apparatus ay nahahati sa mga haligi para sa atmospheric-vacuum unit, thermal at catalytic cracking, pangalawang distillation ng mga produktong petrolyo, pati na rin para sa pagwawasto ng mga gas, pag-stabilize ng mga light oil fraction, atbp.

Ang mga sumusunod na kinakailangan ay ipinapataw sa mga modernong kagamitan sa pagwawasto: mataas na kapasidad ng paghihiwalay at pagiging produktibo, sapat na pagiging maaasahan at kakayahang umangkop sa operasyon, mababang gastos sa pagpapatakbo, magaan ang timbang at pagiging simple, teknikal na disenyo.

Ang mga huling kinakailangan ay hindi gaanong mahalaga kaysa sa una, dahil hindi lamang nila natutukoy ang mga gastos sa kapital, ngunit makabuluhang nakakaimpluwensya din sa halaga ng mga gastos sa pagpapatakbo, tinitiyak ang kadalian at kaginhawaan ng paggawa ng aparato, pag-install at pagtatanggal, pagkumpuni, kontrol, pagsubok, bilang pati na rin ang kaligtasan sa pagpapatakbo at iba pa.

Bilang karagdagan sa mga kinakailangan na nakalista sa itaas, dapat ding matugunan ng mga distillation device ang mga kinakailangan ng mga pamantayan ng estado, mga pamantayan ng departamento at mga inspeksyon ng Gostekhnadzor.

Ang teknolohikal na pamamaraan ng aparato ay nakasalalay sa komposisyon ng pinaghalong ihihiwalay, ang mga kinakailangan para sa kalidad ng mga nagresultang produkto, ang mga posibilidad ng pagbawas ng mga gastos sa enerhiya, ang layunin ng aparato, ang lugar nito sa teknolohikal na kadena ng buong pag-install at marami pang ibang salik.

Ang proseso ng pagwawasto ng mga paghahalo ng likido ay isinasagawa sa mga halaman ng pagwawasto na binubuo ng ilang mga aparato. Isaalang-alang natin ang prinsipyo ng paghihiwalay ng dalawang bahagi na pinaghalong sa pamamagitan ng pagwawasto gamit ang halimbawa ng pagpapatakbo ng isang katulad na pag-install (Larawan 10.1). Ang halo na ihihiwalay ay patuloy na pinapakain sa column ng distillation sa pamamagitan ng isang pumapasok na bahagyang nasa itaas ng gitna ng katawan ng column. Ang ipinakilala na pinaghalong likido ay ibinababa sa pamamagitan ng mga contact device (mga plato) sa ibabang bahagi ng column, na tinatawag na cube. Ang singaw ay tumataas patungo sa daloy ng likido, na nagreresulta mula sa pagkulo ng likido sa kubo ng haligi. Ang mga nagresultang pares ay naglalaman ng pangunahin NCC at ilang VKK. Kapag ang singaw ay nakipag-ugnayan sa likido sa mga tray ng column, ang VCC ay namumuo at dinadala pababa sa column sa pamamagitan ng daloy ng likido. Dahil dito, ang dami ng NCC. Kaya, habang ang mga singaw ay tumataas, sila ay napayaman NCC, habang ang likidong dumadaloy pababa ay nagiging mas mayaman VKK.

Ang unang timpla mula sa intermediate tank 1 ay pinapakain ng isang centrifugal pump 2 sa heat exchanger 3, kung saan ito ay pinainit hanggang sa kumukulo. Ang pinainit na timpla ay ipinadala para sa paghihiwalay sa haligi ng distillation 5 papunta sa feed plate, kung saan ang komposisyon ng likido ay katumbas ng komposisyon ng orihinal na pinaghalong. Ang pag-agos pababa sa haligi, ang likido ay nakikipag-ugnayan sa tumataas na singaw na nabuo kapag ang ilalim na likido ay kumukulo sa boiler 4. Ang paunang komposisyon ng singaw ay humigit-kumulang katumbas ng komposisyon ng ibabang nalalabi, ibig sabihin, ito ay nauubos sa pabagu-bagong bahagi. Bilang resulta ng mass exchange sa likido, ang singaw ay pinayaman ng isang mataas na pabagu-bago ng isip na bahagi

kanin. 10.1. Schematic diagram ng distillation unit:

1 - lalagyan para sa paunang timpla; 2, 9 - mga sapatos na pangbabae; 3- heat exchanger - pampainit ng feedstock; 4 – boiler; 5 - haligi ng paglilinis; 6 – reflux condenser; 7 - distillate refrigerator; 8 – lalagyan para sa pagkolekta ng distillate; 10 - likido pa rin na mas malamig; 11 – lalagyan para sa pa rin likido.

Para sa mas kumpletong pagpapayaman, ang itaas na bahagi ng haligi ay pinatubig alinsunod sa isang ibinigay na reflux ratio na may likido (reflux), na nakuha sa reflux condenser 6 sa pamamagitan ng pagkondensasyon ng singaw na umaalis sa haligi. Ang bahagi ng condensate ay tinanggal mula sa reflux condenser sa anyo ng isang tapos na produkto ng paghihiwalay - distillate, na pinalamig sa heat exchanger 7 at ipinadala sa intermediate tank 8.

Mula sa ilalim na bahagi ng column, ang pump 9 ay patuloy na nag-aalis ng ilalim na likido - isang produkto na pinayaman ng isang non-volatile na bahagi, na pinalamig sa heat exchanger 10 at ipinadala sa lalagyan 11.

Kaya, sa column ng distillation, isinasagawa ang isang tuluy-tuloy na prosesong hindi balanse ng paghihiwalay ng paunang binary mixture sa isang distillate na may mataas na nilalaman ng isang highly volatile component at isang bottoms residue na pinayaman ng isang highly volatile component.

Ang pagwawasto ng mga pinaghalong multicomponent, na mas karaniwan sa pagsasanay kaysa sa mga pinaghalong dalawang bahagi, ay nagpapatuloy ayon sa pamamaraan na tinalakay sa itaas, kahit na ang bilang ng mga kagamitan na ginamit ay tumataas.

Sa mga pag-install ng distillation, pangunahing dalawang uri ng apparatus ang ginagamit: mga column na may stepped phase contact (plate) at tuluy-tuloy na contact (film at nakaimpake).

Ang pagwawasto ng mga pinaghalong multicomponent ay maaaring isagawa sa iba't ibang mga pagkakasunud-sunod, gamit ang maraming simpleng mga haligi (isang mas mababa kaysa sa bilang ng mga bahagi ng paunang pinaghalong) at gamit ang isang kumplikadong haligi.

Para sa proseso ng pagwawasto, ang mga haligi ng plato ay pangunahing ginagamit. Nag-install sila ng mga pahalang na plato na may mga device na nagsisiguro ng magandang contact sa pagitan ng likido at singaw.

Ang diameter ng haligi ay tinutukoy depende sa pagiging produktibo ng pag-install at ang bilis ng singaw sa haligi, na napili sa hanay ng 0.6 - 1.0 MS. Ginagamit ang mga distillation column ng iba't ibang laki: mula sa maliliit na column na may diameter na 300 - 400 mm sa mga pag-install na may mataas na pagganap, na may mga haligi na may diameter na 6, 8, 10, 12 m at higit pa.

Ang taas ng haligi ay depende sa bilang ng mga plato at ang distansya sa pagitan nila. Ang mas maliit ang distansya sa pagitan ng mga plato, mas mababa ang haligi. Gayunpaman, habang ang distansya sa pagitan ng mga tray ay bumababa, ang entrainment ng mga splashes ay tumataas at may panganib ng paglilipat ng likido mula sa mas mababang mga tray patungo sa itaas, na makabuluhang binabawasan ang kahusayan. mga pag-install. Ang distansya sa pagitan ng mga tray ay karaniwang kinukuha depende sa diameter ng haligi, na isinasaalang-alang ang posibilidad ng pagkumpuni at paglilinis ng haligi. Ang mga inirerekomendang distansya sa pagitan ng mga tray ng mga haligi ng distillation depende sa kanilang diameter ay ibinibigay sa ibaba:

diameter ng column, mm hanggang 800, 800 - 1600, 1600 - 2000

Distansya sa pagitan ng mga plato, mm 200 -350, 350 - 400, 400 - 500

diameter ng column, mm mula 2000 - 2400 at higit sa 2400

Distansya sa pagitan ng mga plato, mm 500 - 600, mahigit 600.

Ang bilang ng mga tray sa column ng distillation o ang taas ng packing ay tinutukoy ng teknolohikal na pagkalkula; depende ito sa mga katangian ng physicochemical ng mga sangkap na pinaghihiwalay, ang kinakailangang kadalisayan at kahusayan ng paghihiwalay. mga pinggan. Karaniwan, ang mga haligi ng distillation ay may 10 - 30 na mga plato, ngunit ang mga haligi para sa paghihiwalay ng mga pinaghalong may katulad na mga punto ng kumukulo ay may daan-daang mga plato at, nang naaayon, ay may taas na hanggang 30 - 90 m.

Karaniwang gumagana ang mga column ng distillation sa atmospheric o bahagyang sobrang presyon. Ang mga vacuum column at column na tumatakbo sa mataas na presyon ay limitado ang paggamit. Ang pagwawasto sa ilalim ng vacuum ay ginagamit kapag ang isa ay nais na bawasan ang temperatura sa haligi, na kinakailangan kapag naghihiwalay ng mga bahagi na may mataas na punto ng kumukulo o mga sangkap na hindi matatag sa mataas na temperatura. Ang pagwawasto sa ilalim ng mataas na presyon ay ginagamit upang paghiwalayin ang mga tunaw na gas at lubhang pabagu-bago ng isip na mga likido.