Labordestillationskolonne. Leitfaden für die Laborarbeit „Untersuchung des Rektifikationsprozesses“ Laborworkshop zum sicheren Betrieb von Destillationskolonnen

Wir bieten Labordestillationskolonnen aus Glas oder Edelstahl an (Mischausführungen sind möglich). Glasdestillationskolonnen werden auf Basis des deutschen Borosilikatglases LENZ zusammengestellt (der Glaskatalog kann von unserer Website heruntergeladen werden – siehe Abschnitt KATALOGE). Wir bieten fertige Lösungen, die unter Berücksichtigung der Wünsche des Kunden geändert werden kann.

In der Destillationskolonne findet ein ständiger Stoff- und Wärmeaustausch zwischen aufsteigenden Brüden und absteigendem Kondensat statt. Durch diesen Kontakt ist es möglich, ein Produkt von hoher Reinheit ohne Verunreinigungen zu erhalten. Labordestillationskolonnen werden in der Regel auf Basis von Borosilikatglas (bis 10 l) aufgebaut. Halbindustrielle Destillationskolonnen bestehen aus Edelstahl und Speziallegierungen.

Labordestillationskolonnen verfügen über einen kugelförmigen Verdampfungsbehälter (Würfel) von 1 Liter bis 10 Liter. Die Länge der Säule selbst ist durch die Deckenhöhe begrenzt; sie kann aus mehreren Abschnitten bestehen und eine Produktauswahl aus mehreren Platten haben. Die Kolonne verfügt über einen Spiegelvakuummantel, der für eine thermische Isolierung des Inhalts sorgt. Standardmäßig werden Spalten vom Typ „Massen“ angeboten. Laborsäulen Disc-Typ werden aufgrund von mehr selten geliefert Hohe Kosten und weniger Effizienz.

Zur Befestigung bieten wir Raschig-Glasringe oder spiralprismatische Stahlaufsätze an. Metalldüse effektiver aufgrund der großen Kontaktfläche, aber wenn es notwendig ist, den Kontakt des Produkts mit Metall auszuschließen, werden Raschig-Glasringe verwendet.

Der Rückflussfluss wird manuell gesteuert; in diesem Fall stellt der Benutzer den Öffnungsgrad des Rückflussauslassventils so ein, dass es gedrosselt wird und ein Teil des Rückflusses in die Säule zurückgeführt wird. Wenn eine Säule mit einem Rückflussmodellierer mit pneumatischem oder elektrischem Ventil ausgestattet ist, kann der Betrieb der Säule über einen Controller eingestellt werden. In diesem Fall muss der Bediener lediglich das Rückflussverhältnis einstellen und die Steuerung öffnet/schließt das Ventil zum richtigen Zeitpunkt.

Die Destillationskolonne kann am chemischen Reaktor vor dem Kondensator installiert werden. In diesem Fall ist es möglich, das Lösungsmittel (oder Produkt) unter Reinigung sofort zu synthetisieren und abzudestillieren.

Das Schritt-für-Schritt-Anleitung- nur eine der Destillationsmethoden auf einer Destillationskolonne (RK) oder einer Maischekolonne (BK), mit deren Beherrschung Sie ein hochreines Produkt erhalten können. Allerdings gibt es bei Obst-, Beeren- und Getreidedestillaten technologische Nuancen, ohne dass man diese kennt aromatisches Getränk es wird reiner Alkohol sein. Jeder Düsentyp hat seine eigenen Eigenschaften. Nutzen Sie die vorgeschlagene Methode als Ausgangspunkt für das Studium der Funktionsweise von Kolonnen, für das Üben mit Zuckerbrei oder für das Wissen, dass Sie am Ende rektifizierten Alkohol oder ein ähnliches Getränk erhalten.

Anfangsbedingungen. Rohalkohol ist erhältlich – Zuckerbrei, destilliert in einer herkömmlichen Destille (Moonshine Destille) und – RK oder BK. In diesem Fall die Arbeitsweise verschiedene Typen Die Funktionsweise der Spalten ist nahezu identisch und die Unterschiede werden an den entsprechenden Stellen in der Anleitung beschrieben.

Technologie der Heimrektifikation auf RK und Destillation auf BK

1. Füllen Sie den Würfel nicht mehr als 3/4 der Höhe mit rohem Alkohol und achten Sie darauf, dass eine Dampfzone von mindestens 10–12 cm verbleibt. Allerdings darf auch nicht zu wenig eingefüllt werden, damit am Ende des Destillationsprozesses, wenn fast keine Flüssigkeit mehr im Würfel ist, die Heizelemente nicht zum Vorschein kommen (frei werden).

Die Festigkeit der Bottichmasse sollte etwa 40 % betragen. Dieser Wert bezieht sich auf das minimale Rückflussverhältnis, das erforderlich ist, um die Auswahl einer bestimmten Stärke zu erreichen. Mit zunehmender Festigkeit der Bottichmasse nimmt das minimale Rückflussverhältnis nichtlinear ab und erreicht ein Minimum bei einer Festigkeit von etwa 45 %. Wenn Sie den Prozess also mit einer Stärke von 60 % beginnen, müssen Sie das Rückflussverhältnis auf 45 % der Stärke reduzieren und es dann erhöhen, wenn der Gehalt an stillem Alkohol weiter abnimmt. Das heißt, zunächst die Auswahl von 60 auf 45 % der Topfstärke erhöhen und dann reduzieren. Dadurch wird die Behebung nicht nur schwieriger zu bewerkstelligen, sondern dauert auch länger.

2 Schalten Sie das Heizelement ein maximale Leistung und den Rohalkohol zum Kochen bringen. Die optimale Leistung des Heizelements zur Beschleunigung beträgt 1 kW pro 10 Liter Schüttgut, dann beträgt die Zeit bis zum Sieden 15 Minuten pro 10 Liter Schüttgut.

3. Kurz vor Kochbeginn, bei einer Temperatur von 75-80 °C im Würfel, die Wasserzufuhr aufdrehen. Sobald das Kochen beginnt, reduzieren Sie die Hitze auf Betriebsleistung. Wenn die Betriebsleistung noch unbekannt ist, reduzieren Sie diese auf einen Wert unter der Nennleistung um 200-300 W. Passen Sie die Wasserzufuhr so ​​an, dass der Dampf im Dephlegmator vollständig kondensiert. Das Auslasswasser sollte warm oder heiß sein. Die Kolumne begann für sich selbst zu arbeiten.

4. Beobachten Sie die Werte der Thermometer in der Säule und warten Sie, bis sich die Messwerte stabilisieren.

5. Bestimmen Sie die Betriebskapazität der Säule. Überprüfen Sie dazu nach Stabilisierung der Temperaturen den Druck im Würfel. Sie benötigen ein Manometer bis 6000 Pa (0,06 kg/cm², 400 mm Wassersäule) oder ein U-förmiges Differenzdruckmessgerät; auch ein Manometer eines Tonometers funktioniert (sofern nichts anderes verfügbar ist).

Wenn der Druck stabil ist und nicht ansteigt, erhöhen Sie die Heizleistung um 50–100 W. Der Druck im Würfel sollte ansteigen und sich nach 5-10 Minuten auf einem neuen Wert stabilisieren. Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis sich der Druck nicht mehr stabilisiert und weiter ansteigt. Der Anstieg setzt sich beispielsweise nach 20 Minuten fort. Merken Sie sich die aktuellen Messwerte – das ist die Leistung des Chokes.

Wenn eine 50-mm-Säule und eine SPN 3,5-Düse vorhanden sind, entspricht der letzte nicht ansteigende Druck (in mm Wassersäule) ungefähr 20 % der Säulenhöhe in Millimetern. Wenn der Druck 30-40 % der Säulenhöhe beträgt, bedeutet dies, dass der Schleim festsitzt und der Erstickungsvorgang fortgesetzt wird. Bei einer weniger dichten Düse mit geringerer Aufnahmekapazität ist die Drosselleistung höher.

Wenn kein Manometer vorhanden ist, orientieren sie sich an den Geräuschen der Säule – beim Würgen kann die Säule zu schwanken beginnen, es ist ein Gurgeln zu hören, erhöhter Lärm Möglich sind auch spontane Alkoholemissionen durch das Verbindungsrohr mit der Atmosphäre oder in den Kühlschrank während der Dampfprobenahme. Zum ersten Mal ist es ohne Erfahrung schwierig, die Überflutung der Säule zu bestimmen, aber es ist möglich.

Nachdem Sie die Stärke des Rückflusses bestimmt haben, schalten Sie die Heizung aus und warten Sie einige Minuten, bis der Schleim in den Würfel fließt. Schalten Sie die Heizung mit einer um 10 % geringeren Leistung als die Kaltleistung ein. Warten Sie, bis sich Temperatur und Druck im Würfel stabilisiert haben. Wenn alles in Ordnung ist, ist dies die Betriebsleistung der Säule.

Wenn die Betriebsleistung viel niedriger als die Nennleistung ist, bedeutet dies, dass die Düse oder die Stützelemente der Düse nicht richtig in die Säule gepackt sind: Die Düse ist zu kompakt, es kann zu Verwicklungen kommen, es gibt Taschen mit Rückflusskonzentration Dort stoppt der Dampf und überschwemmt die Säule. In diesem Fall müssen Sie die Säule zerlegen, die Düse einfüllen, das Durcheinander begradigen, sie dann wieder zusammenbauen und den Einstellvorgang wiederholen.

Die Betriebsleistung der Kolonne wird einmalig ermittelt. In Zukunft wird der erhaltene Wert ständig verwendet und gelegentlich angepasst.

Bei richtig gewählter Betriebsleistung ist der Druck im Würfel jedes Mal gleich. Sie hängt nicht vom Durchmesser der Säule ab und beträgt bei der SPN-Packung üblicherweise 3,5 – 150–200 mm Wassersäule. Kunst. für jeden Meter Düsenhöhe, für SPN 4 - 250-300 mm Wassersäule. Art., für andere Anlagen ist der Wert unterschiedlich.

Bei der Suche nach der Betriebsleistung können Sie sich auch auf die folgenden praktischen Daten konzentrieren: Bei einem geätzten siebeneckigen SPN 3,5 entspricht die Betriebsleistung in Watt ungefähr 0,85–0,9 der Querschnittsfläche des Rohrs in Millimetern. Bei Verwendung von SPN 4 erhöht sich der Koeffizient auf 1,05-1,1. Bei weniger dichten Düsen ist der Koeffizient höher.

6. Nachdem sich die Betriebsleistung stabilisiert hat, lassen Sie die Säule 40–60 Minuten lang arbeiten.

7. Stellen Sie die Auswahl der „Köpfe“ auf eine Geschwindigkeit von 50 ml/Stunde für eine 40-mm-Säule, für 50 mm – 70 ml/Stunde, für 60 mm – 100 ml/Stunde, für 63 mm – 120 ml/Stunde ein. Vorausgesetzt, dass SPN verwendet wird.

Die Zeit für die Auswahl der „Köpfe“ richtet sich nach dem Volumen der Masse: 12 Minuten (0,2 Stunden) für jeden Liter 40 % Rohalkohol. Es muss daran erinnert werden, dass es sich hierbei nicht um eine Destillation auf einem herkömmlichen Apparat mit einer Wendel handelt – in den Kolonnen erfolgt eine Trennung in Fraktionen und deren sequentielle Ausgabe an die Selektion in konzentrierter Form.

Empfehlungen wie 3-5 % absoluter Alkohol sind Durchschnittswerte, aber niemand hat sie aufgehoben, und die genaue Kontrolle des Endes der Auswahl der „Köpfe“ erfolgt anhand des Geruchs der Ausgabe. Es sollte beachtet werden, dass die Zeit und die Geschwindigkeit der Auswahl von „Köpfen“ voneinander unabhängige Größen sind. Wählt man die „Köpfe“ doppelt so schnell aus, landen sie einfach in einer weniger konzentrierten Form.

Allgemeines Prinzip: Bei der Auswahl eines Bruchs darf nicht mehr aus der Spalte entnommen werden, als in den Auswahlbereich gelangt. Dadurch wird eine Störung der Fraktionstrennung entlang der Säulenhöhe verhindert.

8. Die Änderung der Extraktionsrate erfolgt nur durch Anpassung der Wasserzufuhr zum Rückflusskondensator bei Kolonnen mit Dampfextraktion oberhalb des Rückflusskondensators. Wenn die Kolonne über eine Flüssigkeitsabsaugung verfügt, dann einfach ein Abzugsventil.

Die Heizleistung sollte immer konstant bleiben; dies gewährleistet die Stabilität der der Kolonne zugeführten Dampfmenge und den Betrieb der Kolonne insgesamt.

9. Wählen Sie Kopfstützen aus – es handelt sich um Alkohol zweiter Klasse, der leicht mit Kopffraktionen verunreinigt ist. Seine Menge entspricht 1–2 Volumina Alkohol, die von der Düse in der Säule gehalten werden (150–500 ml). Im Wesentlichen wird die Düse gewaschen, um alle verbleibenden „Kopf“- und Zwischenfraktionen zu entfernen, die sich in der Säule angesammelt haben. Hierzu wird die Auswahl auf 1/3 der Nennmenge (ca. 500 ml/Stunde) eingestellt. Für die erneute Destillation eignet sich Alkohol zweiter Klasse.

10. Gehen Sie zur Auswahl „Körper“: Stellen Sie die anfängliche Auswahlgeschwindigkeit auf den Nennwert oder etwas höher ein. Die Nenngeschwindigkeit (ml/Stunde) entspricht rechnerisch in etwa der Betriebsheizleistung (in W). Wenn die Betriebsleistung beispielsweise 1800 W beträgt, beträgt die anfängliche Rate der „Körper“-Auswahl 1800 ml pro Stunde. Gegen Ende der Auswahl wird die Leistung auf 600 ml/Stunde reduziert,

11. Überwachen Sie den Prozess anhand der Thermometerwerte und des Drucks im Würfel. Es gibt mehrere Methoden. Am einfachsten ist es, sich an der Temperaturdifferenz zwischen dem unteren (20 cm vom Boden der Düse entfernt) und dem mittleren (bei halber oder 2/3 der Säulenhöhe) Thermometer zu orientieren. Nach Beginn der „Körper“-Auswahl sollte sich der Unterschied zwischen diesen Messwerten nicht um mehr als 0,3 Grad ändern. Sobald die Differenz um mehr als den akzeptierten Wert ansteigt, müssen Sie die Probenahmerate um 70-100 ml reduzieren.

Sonderfälle: Wenn nur ein Thermometer vorhanden ist, verfahren Sie genauso und konzentrieren Sie sich auf Änderungen seiner Messwerte. Für den unteren - eine Änderung von 0,3 Grad, für den oberen - 0,1 Grad. Es ist weniger genaue Methode, da es empfindlich auf Änderungen des Atmosphärendrucks reagiert.

Befinden sich überhaupt keine Thermometer in der Säule, konzentrieren sie sich auf die Temperaturänderung im Würfel – reduzieren Sie die Auswahl um 6-10 %, nachdem die Temperatur im Würfel um jedes Grad erhöht wurde. Dies ist eine gute Methode, mit der Sie den Temperaturanstiegen in der Säule immer einen Schritt voraus sein können.

12. Nach der Auswahl der Hälfte des „Körpers“ ist es immer häufiger erforderlich, die Auswahlgeschwindigkeit zu reduzieren. Wenn die Temperatur im Würfel über 90 °C steigt, verlassen Fusel und andere Zwischenverunreinigungen den Würfel und sammeln sich in der Düse an. Um sie deutlicher abzuschneiden, können Sie vor dem Reduzieren der Selektion die Säule einige Minuten lang arbeiten lassen und dann die Selektion wieder aufnehmen, nachdem die Temperaturdifferenz auf das vorherige Niveau zurückgekehrt ist, wodurch die Selektionsrate natürlich reduziert wird. Dadurch wird es möglich, die „Schwänze“ deutlicher abzuschneiden, indem in der Selektionszone ein Alkoholpuffer geschaffen wird.

13. Wenn die Auswahl im Vergleich zur ursprünglichen Auswahl um das 2- bis 2,5-fache abnimmt, verlässt die Temperatur regelmäßig den Betriebsbereich, wobei die Temperatur im Würfel 92 bis 93 °C beträgt. Dies sind Signale für den Buchmacher, dass es an der Zeit ist, mit der Auswahl von „Zahlen“ fortzufahren. Beim RK kann aufgrund der größeren Haltekapazität bei Beladung von weniger als 20 Düsenvolumina die Auswahl bis zu 94–95 °C fortgesetzt werden, oft wird der Vorgang jedoch gestoppt, was Zeit und Nerven spart.

Wechseln Sie den Behälter und stellen Sie die Probenahmegeschwindigkeit auf etwa die Hälfte oder 2/3 der Nenngeschwindigkeit ein. Obwohl es sich hierbei um „Schwänze“ handelt, müssen Sie versuchen, ein Minimum an Verunreinigungen zu entfernen. Wählen Sie bis zu 98 °C gewürfelt. Die „Schwänze“ eignen sich für die zweite Destillation.

14. Spülen Sie die Säule. Nachdem Sie die „Schwänze“ ausgewählt haben, lassen Sie die Säule 20 bis 30 Minuten lang einwirken. Während dieser Zeit sammelt sich der restliche Alkohol oben und schalten Sie dann die Heizung aus. Der herabfließende Alkohol reinigt die Düse.

Außerdem müssen Sie die Düse regelmäßig dämpfen, um alle verbleibenden Fuselöle zu entfernen. Dies kann erreicht werden, indem man den Rohalkohol „zur Trockne“ treibt und dann die Selektion mit angemessener Geschwindigkeit fortsetzt, bis ein geruchloses Destillat entsteht. Die zweite Methode besteht darin, in einen Würfel zu gießen sauberes Wasser und die Säule dämpfen.

Rektifikationsbeispiel 1

Ausgangsmischung Ethanol – Wasser

Gemischverbrauch GF = 5000 t/h.
Konzentration der leicht flüchtigen Komponente in der Ausgangsmischung, xF = 34 Gew.-%.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Destillat, xD = 76 % Gew.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Sumpf, xW = 3 % Gew.

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Rektifikationsbeispiel 2

Ausgangsmischung Ethanol – Wasser
Gemischverbrauch GF = 8000 t/h.

Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Destillat, xD = 80 % Gew.

Heizdampf unter Druck - 4 atm.

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Einführung

2. Technologische Berechnung

3. KONSTRUKTIVE BERECHNUNG

4. HYDRAULISCHE BERECHNUNG
5. Mechanische Berechnung
5.2 Berechnung der Schalendicke
5.2 Berechnung der Bodendicke

5.4 Berechnung der Gerätestützen
Abschluss
Sicherheitstechnik

Abschluss

Korrosion und Erosion des Körpers,
mechanischer Schaden.

Chloroform-Benzol

Preis für ein Kursprojekt zum Thema Berichtigung ab 2000 Rubel

Rektifikationsbeispiel 3

Gemischverbrauch GF = 6000 t/h.


Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Sumpfrückstand, xW = 4,5 % Gew.
Heizdampf unter Druck - 4 atm.

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Rektifikationsbeispiel 4

Ursprüngliche Chloroform-Benzol-Mischung
Gemischverbrauch GF = 5000 t/h.

Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Destillat, xD = 95 % Gew.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Sumpfrückstand, xW = 5,5 % Gew.
Heizdampf unter Druck - 4 atm.

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Rektifikationsbeispiel 5

Ursprüngliche Chloroform-Benzol-Mischung
Gemischverbrauch GF = 12000 t/h.
Konzentration der leicht flüchtigen Komponente in der Ausgangsmischung, xF = 45 Gew.-%.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Destillat, xD = 88 % Gew.

Heizdampf unter Druck - 4 atm.

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Einführung
1. Beschreibung des technologischen Schemas
2. Technologische Berechnung
2.1 Berechnung der Destillationskolonne
3. KONSTRUKTIVE BERECHNUNG
3.1 Berechnung optimaler Rohrleitungsdurchmesser
4. HYDRAULISCHE BERECHNUNG
5. Mechanische Berechnung
5.2 Berechnung der Schalendicke
5.2 Berechnung der Bodendicke
5.3 Berechnung Flanschverbindungen und Deckel
5.4 Berechnung der Gerätestützen
Abschluss
Sicherheitstechnik
LISTE DER VERWENDETEN QUELLEN

Abschluss

In diesem Kursprojekt wurde als Ergebnis technischer Berechnungen eine Destillationseinheit zur Trennung eines binären Gemisches aus Ethanol - Wasser mit einer Destillationskolonne mit einem Durchmesser D und einer Höhe H ausgewählt, in der Siebplatten verwendet werden, deren Abstand zwischen ihnen beträgt h = 0,5 (m). Die Säule arbeitet im Normalmodus.
Eine der Hauptbedingungen sichere Operation Destillationskolonnen– Gewährleistung ihrer Dichtheit. Die Gründe für Leckagen können sein:
Druckanstieg im Gerät über den zulässigen Grenzwert hinaus,
unzureichende Kompensation der Vergrößerung der Längenmaße unter Temperaturbelastung,
Korrosion und Erosion des Körpers,
mechanischer Schaden.
Die gefährlichste Ursache für einen plötzlichen Druckanstieg in der Säule kann das Eindringen von Wasser in die Säule sein. Die sofortige Verdunstung von Wasser führt zu einer so schnellen Porenbildung und einem Druckanstieg, dass die Sicherheitsventile aufgrund ihrer Trägheit keine Zeit zum Arbeiten haben und die Wände des Geräts reißen können. Um zu verhindern, dass Wasser in die Säule eindringt, muss sichergestellt werden, dass die Rohstoffe und die Bewässerung kein Wasser enthalten, und die Unversehrtheit der Rohre im Würfelheizer und in den Bewässerungskühlschränken regelmäßig überprüft werden. Aufgrund eines Verstoßes kann es auch zu einem Druckanstieg in der Säule kommen Temperaturregime Prozess der Berichtigung und Überschreitung Bandbreite Säulen für Rohstoffe.
Im Falle eines unzulässigen Druckanstiegs sind die Kolonnen mit Sicherheitsventilen ausgestattet, die einen Teil des Produkts in die Fackelleitung ableiten. Wenn die Anzahl der Böden mehr als 40 beträgt, wird gemäß der PBVHP-Regel - 74, unter Berücksichtigung der Möglichkeit eines starken Widerstands empfohlen, Sicherheitsventile im unteren Teil der Kolonne zu installieren.
Beim Eintritt in die Kolonnen weist der Dampf-Flüssigkeitsstrom des Produkts hohe Geschwindigkeiten auf, was zu einer Erosion der Wände der Vorrichtung führen kann. Um den Körper des Geräts zu schützen, werden Rohstoffe in den Hohlraum einer speziellen Vorrichtung eingeführt – einer Spirale, die mit einem Brecherbereich ausgestattet ist, der den Aufprall des Strahls aufnimmt, und einer Schutzhülle, die bei Verschleiß ausgetauscht wird.

Toluol-Tetrachlorkohlenstoff

Rektifikationsbeispiel 6

Ausgangsmischung aus Toluol-Tetrachlorkohlenstoff
Gemischverbrauch GF = 9000 t/h.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente in der Ausgangsmischung, xF = 30 Gew.-%.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Destillat, xD = 90 % Gew.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Sumpf, xW = 3,5 % Gew.

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Einführung
1. Beschreibung des technologischen Schemas
2. Technologische Berechnung
2.1 Berechnung der Destillationskolonne
3. KONSTRUKTIVE BERECHNUNG
3.1 Berechnung optimaler Rohrleitungsdurchmesser
4. HYDRAULISCHE BERECHNUNG
5. Mechanische Berechnung
5.2 Berechnung der Schalendicke
5.2 Berechnung der Bodendicke
5.3 Berechnung von Flanschverbindungen und Abdeckung
5.4 Berechnung der Gerätestützen
Abschluss
Sicherheitstechnik
LISTE DER VERWENDETEN QUELLEN

Abschluss

In diesem Kursprojekt wurde als Ergebnis technischer Berechnungen eine Destillationseinheit zur Trennung eines binären Gemisches aus Ethanol - Wasser mit einer Destillationskolonne mit einem Durchmesser D und einer Höhe H ausgewählt, in der Siebplatten verwendet werden, deren Abstand zwischen ihnen beträgt h = 0,5 (m). Die Säule arbeitet im Normalmodus.
Eine der Hauptvoraussetzungen für den sicheren Betrieb von Destillationskolonnen ist die Gewährleistung ihrer Dichtheit. Die Gründe für Leckagen können sein:
Druckanstieg im Gerät über den zulässigen Grenzwert hinaus,
unzureichende Kompensation der Vergrößerung der Längenmaße unter Temperaturbelastung,
Korrosion und Erosion des Körpers,
mechanischer Schaden.
Die gefährlichste Ursache für einen plötzlichen Druckanstieg in der Säule kann das Eindringen von Wasser in die Säule sein. Die sofortige Verdunstung von Wasser führt zu einer so schnellen Porenbildung und einem Druckanstieg, dass die Sicherheitsventile aufgrund ihrer Trägheit keine Zeit zum Arbeiten haben und die Wände des Geräts reißen können. Um zu verhindern, dass Wasser in die Säule eindringt, muss sichergestellt werden, dass die Rohstoffe und die Bewässerung kein Wasser enthalten, und die Unversehrtheit der Rohre im Würfelheizer und in den Bewässerungskühlschränken regelmäßig überprüft werden. Ein Druckanstieg in der Kolonne kann auch aufgrund einer Verletzung des Temperaturregimes des Rektifikationsprozesses und einer Überschreitung des Durchsatzes der Kolonne für Rohstoffe auftreten.
Im Falle eines unzulässigen Druckanstiegs sind die Kolonnen mit Sicherheitsventilen ausgestattet, die einen Teil des Produkts in die Fackelleitung ableiten. Wenn die Anzahl der Böden mehr als 40 beträgt, wird gemäß der PBVHP-Regel - 74, unter Berücksichtigung der Möglichkeit eines starken Widerstands empfohlen, Sicherheitsventile im unteren Teil der Kolonne zu installieren.
Beim Eintritt in die Kolonnen weist der Dampf-Flüssigkeitsstrom des Produkts hohe Geschwindigkeiten auf, was zu einer Erosion der Wände der Vorrichtung führen kann. Um den Körper des Geräts zu schützen, werden Rohstoffe in den Hohlraum einer speziellen Vorrichtung eingeführt – einer Spirale, die mit einem Brecherbereich ausgestattet ist, der den Aufprall des Strahls aufnimmt, und einer Schutzhülle, die bei Verschleiß ausgetauscht wird.

Schwefelkohlenstoff-Tetrachlorkohlenstoff

Preis für ein Kursprojekt zum Thema Berichtigung ab 2000 Rubel

Rektifikationsbeispiel 7

Ausgangsmischung aus Schwefelkohlenstoff und Tetrachlorkohlenstoff
Gemischverbrauch GF = 7000 t/h.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente in der Ausgangsmischung, xF = 20 Gew.-%.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Destillat, xD = 85 % Gew.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Sumpfrückstand, xW = 1,4 % Gew.
Heizdampf unter Druck – 1 atm.

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Methanol-Wasser

Preis für ein Kursprojekt zum Thema Berichtigung ab 2000 Rubel

Rektifikationsbeispiel 8

Die anfängliche Methanol-Wasser-Mischung wird verschlossen
Gemischverbrauch GF = 3000 kg/h.
Konzentration der leicht flüchtigen Komponente in der Ausgangsmischung, xF = 22 Gew.-%.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Destillat, xD = 82 % Gew.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Sumpfrückstand, xW = 0,5 % Gew.
Heizdampf unter Druck - 4 atm.

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Rektifikationsbeispiel 9

Ursprüngliche Methanol-Wasser-Mischung
Gemischverbrauch GF = 13000 t/h.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente in der Ausgangsmischung, xF = 24 Gew.-%.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Destillat, xD = 97 % Gew.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Sumpfrückstand, xW = 0,8 % Gew.
Heizdampf unter Druck - 4 atm.

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Rektifikationsbeispiel 10

Ursprüngliche Methanol-Wasser-Mischung
Gemischverbrauch GF = 3700 kg/h.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente in der Ausgangsmischung, xF = 25 Gew.-%.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Destillat, xD = 96 % Gew.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Sumpf, xW = 1 % Gew.
Heizdampf unter Druck - 4 atm.

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Rektifikationsbeispiel 11

Ursprüngliche Methanol-Wasser-Mischung
Gemischverbrauch GF = 6500 kg/h.
Konzentration der leicht flüchtigen Komponente in der Ausgangsmischung, xF = 27 Gew.-%.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Destillat, xD = 98 % Gew.
Konzentration der leichtflüchtigen Komponente im Sumpf, xW = 2 % Gew.
Heizdampf unter Druck - 4 atm.

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Einführung
1. Beschreibung des technologischen Schemas
2. Technologische Berechnung
2.1 Berechnung der Destillationskolonne
3. KONSTRUKTIVE BERECHNUNG
3.1 Berechnung optimaler Rohrleitungsdurchmesser
4. HYDRAULISCHE BERECHNUNG
5. Mechanische Berechnung
5.2 Berechnung der Schalendicke
5.2 Berechnung der Bodendicke
5.3 Berechnung von Flanschverbindungen und Abdeckung
5.4 Berechnung der Gerätestützen
Abschluss
Sicherheitstechnik
LISTE DER VERWENDETEN QUELLEN

Abschluss

In diesem Kursprojekt wurde als Ergebnis technischer Berechnungen eine Destillationseinheit zur Trennung eines binären Gemisches aus Ethanol - Wasser mit einer Destillationskolonne mit einem Durchmesser D und einer Höhe H ausgewählt, in der Siebplatten verwendet werden, deren Abstand zwischen ihnen beträgt h = 0,5 (m). Die Säule arbeitet im Normalmodus.
Eine der Hauptvoraussetzungen für den sicheren Betrieb von Destillationskolonnen ist die Gewährleistung ihrer Dichtheit. Die Gründe für Leckagen können sein:
Druckanstieg im Gerät über den zulässigen Grenzwert hinaus,
unzureichende Kompensation der Vergrößerung der Längenmaße unter Temperaturbelastung,
Korrosion und Erosion des Körpers,
mechanischer Schaden.
Die gefährlichste Ursache für einen plötzlichen Druckanstieg in der Säule kann das Eindringen von Wasser in die Säule sein. Die sofortige Verdunstung von Wasser führt zu einer so schnellen Porenbildung und einem Druckanstieg, dass die Sicherheitsventile aufgrund ihrer Trägheit keine Zeit zum Arbeiten haben und die Wände des Geräts reißen können. Um zu verhindern, dass Wasser in die Säule eindringt, muss sichergestellt werden, dass die Rohstoffe und die Bewässerung kein Wasser enthalten, und die Unversehrtheit der Rohre im Würfelheizer und in den Bewässerungskühlschränken regelmäßig überprüft werden. Ein Druckanstieg in der Kolonne kann auch aufgrund einer Verletzung des Temperaturregimes des Rektifikationsprozesses und einer Überschreitung des Durchsatzes der Kolonne für Rohstoffe auftreten.
Im Falle eines unzulässigen Druckanstiegs sind die Kolonnen mit Sicherheitsventilen ausgestattet, die einen Teil des Produkts in die Fackelleitung ableiten. Wenn die Anzahl der Böden mehr als 40 beträgt, wird gemäß der PBVHP-Regel - 74, unter Berücksichtigung der Möglichkeit eines starken Widerstands empfohlen, Sicherheitsventile im unteren Teil der Kolonne zu installieren.
Beim Eintritt in die Kolonnen weist der Dampf-Flüssigkeitsstrom des Produkts hohe Geschwindigkeiten auf, was zu einer Erosion der Wände der Vorrichtung führen kann. Um den Körper des Geräts zu schützen, werden Rohstoffe in den Hohlraum einer speziellen Vorrichtung eingeführt – einer Spirale, die mit einem Brecherbereich ausgestattet ist, der den Aufprall des Strahls aufnimmt, und einer Schutzhülle, die bei Verschleiß ausgetauscht wird.