प्रयोगशाला आसवन स्तंभ. आसवन और मैश कॉलम पर काम करने के लिए चरण-दर-चरण निर्देश बैच आसवन कॉलम का परीक्षण प्रयोगशाला कार्य

जटिल आसवन स्तंभ.

यदि मूल कच्चे माल के मिश्रण को कई घटकों या अंशों में विभाजित करने की आवश्यकता है, तो श्रृंखला में जुड़े कई सरल स्तंभों का उपयोग किया जाना चाहिए।

प्रौद्योगिकी प्रणालीयह काफी बोझिल हो जाता है, और स्थापना धातु-गहन है। इसलिए, एक बहुघटक मिश्रण को अलग करने के लिए, जटिल आसवन स्तंभों का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। वे प्लेट के आकार के उपकरण हैं जो स्ट्रिपिंग कॉलम के साथ मिलकर काम करते हैं। स्ट्रिपिंग अनुभाग में छोटे-व्यास वाले स्तंभ होते हैं, जो एक के ऊपर एक स्थापित होते हैं और एक सामान्य आवास में संयुक्त होते हैं। स्ट्रिपिंग कॉलम, साथ ही मुख्य कॉलम, प्लेटों से सुसज्जित हैं। शीर्ष और निचले उत्पाद के अलावा, स्तंभ की ऊंचाई के साथ कई साइड फ्रैक्शंस (कंधे की पट्टियाँ) का चयन किया जाता है। इन अंशों को स्ट्रिपिंग कॉलम के उपयुक्त अनुभाग में भेजा जाता है, जहां उन्हें दो भागों में विभाजित किया जाता है। इस मामले में, ऊपरी उत्पाद को साइड रिफ्लक्स के रूप में मुख्य कॉलम में वापस कर दिया जाता है, निचला उत्पाद लक्ष्य साइड अंश है। स्ट्रिपर्स का उपयोग आपको कॉलम की ऊंचाई के साथ कई अंशों का चयन करने की अनुमति देता है, जो ऊपरी और निचले उत्पाद को छोड़कर लक्षित होते हैं आसवन स्तंभ. तेल से ईंधन अंश प्राप्त करने के लिए तेल शोधन में इस प्रकार के कॉलम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। लक्षित उत्पादों के आधार पर डिज़ाइन भिन्न हो सकता है।

मुख्य परिचालन पैरामीटरदबाव और तापमान हैं. दबाव सीधे तापमान के समानुपाती होता है और दबाव में वृद्धि स्तंभ में तापमान में वृद्धि के साथ जुड़ी होगी। स्तंभ उपकरण के लिए आपातकालीन बुनियादी स्थिति को रोकने के लिए

(विस्फोट के साथ अवसादन) दबाव निर्माण से बचने के लिए स्तंभ में तापमान शासन बनाए रखना आवश्यक है। तापमान की स्थिति मानकों के अनुसार बनाए रखी जाती है तकनीकी मोड, जो अंकित हैं तकनीकी नियम. आवश्यक बनाए रखना तापमान व्यवस्थाकॉलम क्यूब को गर्म करके और कॉलम के ऊपरी हिस्से से गर्मी हटाकर प्रदान किया जाता है। आप संबंधित प्रवाह की मात्रा और तापमान को बदलकर ऊपर और नीचे के तापमान को अलग-अलग कर सकते हैं। समर्थन के लिए आवश्यक तापमानकॉलम में, उपकरण थर्मल इन्सुलेशन की एक परत से ढका हुआ है। तापरोधी सामग्री में कम तापीय चालकता होनी चाहिए और वह प्रतिरोधी होनी चाहिए उच्च तापमानपर्यावरण और पर्यावरणीय उतार-चढ़ाव के प्रति प्रतिरोधी और संचालन के दौरान नष्ट नहीं होना चाहिए। आवास की दीवार के क्षरण की संभावना को रोकने के लिए सामग्री हीड्रोस्कोपिक नहीं होनी चाहिए। इन्सुलेशन परत की मोटाई की गणना पर्यावरण के तापमान और गुणों के आधार पर की जाती है रोधक सामग्री. मरम्मत करते समय थर्मल इन्सुलेशनक्षति के लिए निरीक्षण किया गया। ये दरारें, चिप्स, इन्सुलेशन तत्वों का टूटना आदि हो सकते हैं। अक्सर, इन्सुलेशन क्षति फिटिंग, हैच, ब्रैकेट और प्लेटफ़ॉर्म की स्थापना स्थल पर होती है। मरम्मत के दौरान पाई गई कमियों को दूर किया जाना चाहिए। तिमाही में कम से कम एक बार तापमान माप लेना आवश्यक है बाहरी सतहएकांत। यदि तापमान अनुमेय स्तर से नीचे है, तो यह आवश्यक है प्रमुख नवीकरणएकांत।

सुधार उदाहरण 1

प्रारंभिक मिश्रण इथेनॉल - पानी

मिश्रण खपत GF = 5000 t/h.
प्रारंभिक मिश्रण में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xF = 34% wt।
डिस्टिलेट में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xD = 76% wt।
तली में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xW = 3% wt।

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सुधार उदाहरण 2

प्रारंभिक मिश्रण इथेनॉल - पानी
मिश्रण खपत GF = 8000 t/h.

डिस्टिलेट में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xD = 80% wt।

दबाव में भाप गर्म करना - 4 एटीएम।

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परिचय

2. तकनीकी गणना

3. रचनात्मक गणना

4. हाइड्रोलिक गणना
5. यांत्रिक गणना
5.2 शेल मोटाई की गणना
5.2 निचली मोटाई की गणना

5.4 उपकरण समर्थन की गणना
निष्कर्ष
सुरक्षा सावधानियां

निष्कर्ष

शरीर का क्षरण और क्षरण,
यांत्रिक क्षति।

क्लोरोफॉर्म-बेंजीन

2000 रूबल से सुधार पर एक पाठ्यक्रम परियोजना के लिए मूल्य

सुधार उदाहरण 3

मिश्रण खपत GF = 6000 t/h.


निचले अवशेष में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xW = 4.5% wt।
दबाव में भाप गर्म करना - 4 एटीएम।

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सुधार उदाहरण 4

प्रारंभिक क्लोरोफॉर्म-बेंजीन मिश्रण
मिश्रण खपत GF = 5000 t/h.

डिस्टिलेट में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xD = 95% wt।
निचले अवशेष में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xW = 5.5% wt।
दबाव में भाप गर्म करना - 4 एटीएम।

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सुधार उदाहरण 5

प्रारंभिक क्लोरोफॉर्म-बेंजीन मिश्रण
मिश्रण खपत GF = 12000 t/h.
प्रारंभिक मिश्रण में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xF = 45% wt।
डिस्टिलेट में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xD = 88% wt।

दबाव में भाप गर्म करना - 4 एटीएम।

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परिचय
1. तकनीकी योजना का विवरण
2. तकनीकी गणना
2.1 आसवन स्तंभ की गणना
3. रचनात्मक गणना
3.1 इष्टतम पाइपलाइन व्यास की गणना
4. हाइड्रोलिक गणना
5. यांत्रिक गणना
5.2 शेल मोटाई की गणना
5.2 निचली मोटाई की गणना
5.3 गणना निकला हुआ किनारा कनेक्शनऔर ढक्कन
5.4 उपकरण समर्थन की गणना
निष्कर्ष
सुरक्षा सावधानियां
प्रयुक्त स्रोतों की सूची

निष्कर्ष

इस पाठ्यक्रम परियोजना में, इंजीनियरिंग गणना के परिणामस्वरूप, इथेनॉल - पानी के बाइनरी मिश्रण को अलग करने के लिए एक आसवन इकाई का चयन किया गया था, जिसमें व्यास डी, ऊंचाई एच के एक आसवन स्तंभ था, जिसमें छलनी प्लेटों का उपयोग किया जाता है, जिसके बीच की दूरी होती है एच = 0.5 (एम)। कॉलम सामान्य मोड में काम कर रहा है.
मुख्य शर्तों में से एक सुरक्षित संचालनआसवन स्तंभ - उनकी जकड़न सुनिश्चित करना। रिसाव के कारण ये हो सकते हैं:
उपकरण में अनुमेय सीमा से अधिक दबाव में वृद्धि,
तापमान भार के तहत रैखिक आयामों में वृद्धि के लिए अपर्याप्त मुआवजा,
शरीर का क्षरण और क्षरण,
यांत्रिक क्षति।
स्तंभ में अचानक दबाव बढ़ने का सबसे खतरनाक कारण इसमें पानी का प्रवेश हो सकता है। पानी के तात्कालिक वाष्पीकरण से इतनी तेजी से छिद्र बनते हैं और दबाव में वृद्धि होती है कि सुरक्षा वाल्वों को, उनकी जड़ता के कारण, काम करने का समय नहीं मिलता है, और उपकरण की दीवारें टूट सकती हैं। पानी को स्तंभ में प्रवेश करने से रोकने के लिए, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि कच्चे माल और सिंचाई में पानी न हो, और समय-समय पर क्यूब हीटर और सिंचाई रेफ्रिजरेटर में ट्यूबों की अखंडता की जांच करें। सुधार प्रक्रिया के तापमान शासन के उल्लंघन और अधिकता के कारण स्तंभ में दबाव में वृद्धि भी हो सकती है बैंडविड्थकच्चे माल के लिए कॉलम.
दबाव में अस्वीकार्य वृद्धि की स्थिति में, कॉलम सुरक्षा वाल्वों से सुसज्जित होते हैं जो उत्पाद के हिस्से को फ्लेयर लाइन में छोड़ देते हैं। यदि ट्रे की संख्या 40 से अधिक है तो पीबीवीएचपी नियम-74 के अनुसार तीव्र प्रतिरोध की संभावना को ध्यान में रखते हुए कॉलम के निचले भाग में सुरक्षा वाल्व लगाने की अनुशंसा की जाती है।
स्तंभों में प्रवेश करते समय, उत्पाद की वाष्प-तरल धारा में उच्च गति होती है, जिससे उपकरण की दीवारों का क्षरण हो सकता है। उपकरण के शरीर की सुरक्षा के लिए, कच्चे माल को एक विशेष उपकरण की गुहा में पेश किया जाता है - एक वॉल्यूट, जो एक ब्रेकर क्षेत्र से सुसज्जित होता है जो जेट के प्रभाव को प्राप्त करता है और एक सुरक्षात्मक आस्तीन होता है जिसे खराब होने पर बदल दिया जाता है।

टोल्यूनि-कार्बन टेट्राक्लोराइड

सुधार उदाहरण 6

टोल्यूनि-कार्बन टेट्राक्लोराइड का प्रारंभिक मिश्रण
मिश्रण खपत GF = 9000 t/h.
प्रारंभिक मिश्रण में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xF = 30% wt।
डिस्टिलेट में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xD = 90% wt।
तली में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xW = 3.5% wt।

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परिचय
1. तकनीकी योजना का विवरण
2. तकनीकी गणना
2.1 आसवन स्तंभ की गणना
3. रचनात्मक गणना
3.1 इष्टतम पाइपलाइन व्यास की गणना
4. हाइड्रोलिक गणना
5. यांत्रिक गणना
5.2 शेल मोटाई की गणना
5.2 निचली मोटाई की गणना
5.3 फ्लैंज कनेक्शन और कवर की गणना
5.4 उपकरण समर्थन की गणना
निष्कर्ष
सुरक्षा सावधानियां
प्रयुक्त स्रोतों की सूची

निष्कर्ष

इस पाठ्यक्रम परियोजना में, इंजीनियरिंग गणना के परिणामस्वरूप, इथेनॉल - पानी के बाइनरी मिश्रण को अलग करने के लिए एक आसवन इकाई का चयन किया गया था, जिसमें व्यास डी, ऊंचाई एच के एक आसवन स्तंभ था, जिसमें छलनी प्लेटों का उपयोग किया जाता है, जिसके बीच की दूरी होती है एच = 0.5 (एम)। कॉलम सामान्य मोड में काम कर रहा है.
आसवन स्तंभों के सुरक्षित संचालन के लिए मुख्य शर्तों में से एक उनकी जकड़न सुनिश्चित करना है। रिसाव के कारण ये हो सकते हैं:
उपकरण में अनुमेय सीमा से अधिक दबाव में वृद्धि,
तापमान भार के तहत रैखिक आयामों में वृद्धि के लिए अपर्याप्त मुआवजा,
शरीर का क्षरण और क्षरण,
यांत्रिक क्षति।
स्तंभ में अचानक दबाव बढ़ने का सबसे खतरनाक कारण इसमें पानी का प्रवेश हो सकता है। पानी के तात्कालिक वाष्पीकरण से इतनी तेजी से छिद्र बनते हैं और दबाव में वृद्धि होती है कि सुरक्षा वाल्वों को, उनकी जड़ता के कारण, काम करने का समय नहीं मिलता है, और उपकरण की दीवारें टूट सकती हैं। पानी को स्तंभ में प्रवेश करने से रोकने के लिए, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि कच्चे माल और सिंचाई में पानी न हो, और समय-समय पर क्यूब हीटर और सिंचाई रेफ्रिजरेटर में ट्यूबों की अखंडता की जांच करें। स्तंभ में दबाव में वृद्धि सुधार प्रक्रिया के तापमान शासन के उल्लंघन और कच्चे माल के लिए स्तंभ के थ्रूपुट से अधिक होने के कारण भी हो सकती है।
दबाव में अस्वीकार्य वृद्धि की स्थिति में, कॉलम सुरक्षा वाल्वों से सुसज्जित होते हैं जो उत्पाद के हिस्से को फ्लेयर लाइन में छोड़ देते हैं। यदि ट्रे की संख्या 40 से अधिक है तो पीबीवीएचपी नियम-74 के अनुसार तीव्र प्रतिरोध की संभावना को ध्यान में रखते हुए कॉलम के निचले भाग में सुरक्षा वाल्व लगाने की अनुशंसा की जाती है।
स्तंभों में प्रवेश करते समय, उत्पाद की वाष्प-तरल धारा में उच्च गति होती है, जिससे उपकरण की दीवारों का क्षरण हो सकता है। उपकरण के शरीर की सुरक्षा के लिए, कच्चे माल को एक विशेष उपकरण की गुहा में पेश किया जाता है - एक वॉल्यूट, जो एक ब्रेकर क्षेत्र से सुसज्जित होता है जो जेट के प्रभाव को प्राप्त करता है और एक सुरक्षात्मक आस्तीन होता है जिसे खराब होने पर बदल दिया जाता है।

कार्बन डाइसल्फ़ाइड-कार्बन टेट्राक्लोराइड

2000 रूबल से सुधार पर एक पाठ्यक्रम परियोजना के लिए मूल्य

सुधार उदाहरण 7

कार्बन डाइसल्फ़ाइड-कार्बन टेट्राक्लोराइड का प्रारंभिक मिश्रण
मिश्रण खपत GF = 7000 t/h.
प्रारंभिक मिश्रण में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xF = 20% wt।
डिस्टिलेट में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xD = 85% wt।
निचले अवशेष में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xW = 1.4% wt।
दबाव में भाप गर्म करना - 1 एटीएम।

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मेथनॉल-पानी

2000 रूबल से सुधार पर एक पाठ्यक्रम परियोजना के लिए मूल्य

सुधार उदाहरण 8

प्रारंभिक मेथनॉल-पानी मिश्रण कैप
मिश्रण की खपत GF = 3000 किग्रा/घंटा।
प्रारंभिक मिश्रण में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xF = 22% wt।
डिस्टिलेट में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xD = 82% wt।
निचले अवशेष में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xW = 0.5% wt।
दबाव में भाप गर्म करना - 4 एटीएम।

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सुधार उदाहरण 9

प्रारंभिक मेथनॉल-पानी मिश्रण
मिश्रण खपत GF = 13000 t/h.
प्रारंभिक मिश्रण में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xF = 24% wt।
डिस्टिलेट में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xD = 97% wt।
निचले अवशेष में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xW = 0.8% wt।
दबाव में भाप गर्म करना - 4 एटीएम।

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सुधार उदाहरण 10

प्रारंभिक मेथनॉल-पानी मिश्रण
मिश्रण खपत GF = 3700 किग्रा/घंटा.
प्रारंभिक मिश्रण में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xF = 25% wt।
डिस्टिलेट में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xD = 96% wt।
तली में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xW = 1% wt।
दबाव में भाप गर्म करना - 4 एटीएम।

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सुधार उदाहरण 11

प्रारंभिक मेथनॉल-पानी मिश्रण
मिश्रण की खपत GF = 6500 किग्रा/घंटा।
प्रारंभिक मिश्रण में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xF = 27% wt।
डिस्टिलेट में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xD = 98% wt।
तली में अत्यधिक अस्थिर घटक की सांद्रता, xW = 2% wt।
दबाव में भाप गर्म करना - 4 एटीएम।

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परिचय
1. तकनीकी योजना का विवरण
2. तकनीकी गणना
2.1 आसवन स्तंभ की गणना
3. रचनात्मक गणना
3.1 इष्टतम पाइपलाइन व्यास की गणना
4. हाइड्रोलिक गणना
5. यांत्रिक गणना
5.2 शेल मोटाई की गणना
5.2 निचली मोटाई की गणना
5.3 फ्लैंज कनेक्शन और कवर की गणना
5.4 उपकरण समर्थन की गणना
निष्कर्ष
सुरक्षा सावधानियां
प्रयुक्त स्रोतों की सूची

निष्कर्ष

इस पाठ्यक्रम परियोजना में, इंजीनियरिंग गणना के परिणामस्वरूप, इथेनॉल - पानी के बाइनरी मिश्रण को अलग करने के लिए एक आसवन इकाई का चयन किया गया था, जिसमें व्यास डी, ऊंचाई एच के एक आसवन स्तंभ था, जिसमें छलनी प्लेटों का उपयोग किया जाता है, जिसके बीच की दूरी होती है एच = 0.5 (एम)। कॉलम सामान्य मोड में काम कर रहा है.
आसवन स्तंभों के सुरक्षित संचालन के लिए मुख्य शर्तों में से एक उनकी जकड़न सुनिश्चित करना है। रिसाव के कारण ये हो सकते हैं:
उपकरण में अनुमेय सीमा से अधिक दबाव में वृद्धि,
तापमान भार के तहत रैखिक आयामों में वृद्धि के लिए अपर्याप्त मुआवजा,
शरीर का क्षरण और क्षरण,
यांत्रिक क्षति।
स्तंभ में अचानक दबाव बढ़ने का सबसे खतरनाक कारण इसमें पानी का प्रवेश हो सकता है। पानी के तात्कालिक वाष्पीकरण से इतनी तेजी से छिद्र बनते हैं और दबाव में वृद्धि होती है कि सुरक्षा वाल्वों को, उनकी जड़ता के कारण, काम करने का समय नहीं मिलता है, और उपकरण की दीवारें टूट सकती हैं। पानी को स्तंभ में प्रवेश करने से रोकने के लिए, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि कच्चे माल और सिंचाई में पानी न हो, और समय-समय पर क्यूब हीटर और सिंचाई रेफ्रिजरेटर में ट्यूबों की अखंडता की जांच करें। स्तंभ में दबाव में वृद्धि सुधार प्रक्रिया के तापमान शासन के उल्लंघन और कच्चे माल के लिए स्तंभ के थ्रूपुट से अधिक होने के कारण भी हो सकती है।
दबाव में अस्वीकार्य वृद्धि की स्थिति में, कॉलम सुरक्षा वाल्वों से सुसज्जित होते हैं जो उत्पाद के हिस्से को फ्लेयर लाइन में छोड़ देते हैं। यदि ट्रे की संख्या 40 से अधिक है तो पीबीवीएचपी नियम-74 के अनुसार तीव्र प्रतिरोध की संभावना को ध्यान में रखते हुए कॉलम के निचले भाग में सुरक्षा वाल्व लगाने की अनुशंसा की जाती है।
स्तंभों में प्रवेश करते समय, उत्पाद की वाष्प-तरल धारा में उच्च गति होती है, जिससे उपकरण की दीवारों का क्षरण हो सकता है। उपकरण के शरीर की सुरक्षा के लिए, कच्चे माल को एक विशेष उपकरण की गुहा में पेश किया जाता है - एक वॉल्यूट, जो एक ब्रेकर क्षेत्र से सुसज्जित होता है जो जेट के प्रभाव को प्राप्त करता है और एक सुरक्षात्मक आस्तीन होता है जिसे खराब होने पर बदल दिया जाता है।

प्रयोगशाला कार्य.

सुधार प्रक्रिया का अध्ययन

कार्य का लक्ष्य:

सुधार प्रक्रिया का अध्ययन एथिल अल्कोहोलस्थापना पर आवधिक कार्रवाई,

सैद्धांतिक प्लेटों की संख्या की गणना,

गुणांक निर्धारण उपयोगी क्रियाआसवन स्तंभ।

मूल जानकारी

रेक्टिफिकेशन अलग किए जा रहे मिश्रण के वाष्पीकरण द्वारा प्राप्त तरल और वाष्प के बीच घटकों के पारस्परिक आदान-प्रदान के माध्यम से तरल सजातीय मिश्रण को अलग करने की प्रक्रिया है। यह प्रक्रिया मिश्रण बनाने वाले घटकों की विभिन्न अस्थिरता पर आधारित है, अर्थात। समान दबाव पर उनके क्वथनांक में अंतर पर।

सुधार प्रक्रिया स्तंभों में की जाती है, जो संपर्क उपकरणों के साथ ऊर्ध्वाधर बेलनाकार उपकरण होते हैं। उद्योग में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले आसवन स्तंभ हैं जिनमें टोपी, छलनी और विफलता प्लेटों का उपयोग संपर्क उपकरणों के रूप में किया जाता है। एक आसवन स्तंभ में, वाष्प और तरल का प्रवाह जो संरचना में कोई भी संतुलन नहीं है, एक दूसरे की ओर गुजरते हैं। स्तंभ में भाप नीचे से ऊपर की ओर जाती है, और तरल ऊपर से नीचे की ओर बहता है। संपर्क संपर्क के परिणामस्वरूप, वाष्प अधिक अस्थिर (कम-उबलते) घटक से समृद्ध होता है, और तरल कम अस्थिर (उच्च-उबलते) घटक से समृद्ध होता है। प्लेटों पर विकसित चरण संपर्क सतह बुलबुले और वाष्प के जेट द्वारा बनाई जाती है क्योंकि यह तरल की परतों के माध्यम से बार-बार गुजरती है (बुलबुलाती है)।

खाद्य उद्योग में सुधार संयंत्रों का मुख्य कार्य 40% कच्ची शराब से विदेशी अशुद्धियों की न्यूनतम सामग्री के साथ कम से कम 96% की अल्कोहल सांद्रता के साथ सुधारित अल्कोहल प्राप्त करना है। यह ज्ञात है कि एथिल अल्कोहल पानी में अच्छी तरह से घुल जाता है, जिससे अलग-अलग अल्कोहल सामग्री के साथ एक द्विआधारी जल-अल्कोहल मिश्रण बनता है। 100% एथिल अल्कोहल का क्वथनांक (टीगांठ =760 mmHg के दबाव पर 73.8°C. कला।) आसुत जल के गुणों से काफी भिन्न होता है, और इस अंतर का उपयोग उच्च-सांद्रता अल्कोहल प्राप्त करने के लिए विभिन्न अल्कोहल युक्त सामग्रियों के घटकों को अलग करते समय किया जाता है। अल्कोहल की दाढ़, द्रव्यमान और आयतन सांद्रताएँ होती हैं। परंपरागत रूप से, खाद्य और रासायनिक उद्योग संपूर्ण घोल की मात्रा के लिए घुले हुए तरल की मात्रा के अनुपात के रूप में वॉल्यूमेट्रिक एकाग्रता की अवधारणा का उपयोग करते हैं। यह मान प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है और % वॉल्यूम के रूप में निर्दिष्ट किया जाता है। या मी के अंशों में 3 /एम 3 , एल/एल, एमएल/एमएल। अल्कोहल (ρ = 0.790 ग्राम/मिली) और पानी (ρ = 1.000 ग्राम/मिली) के घनत्व और उनके थर्मल विस्तार विशेषताओं में अंतर के कारण, वॉल्यूमेट्रिक और वजन सांद्रता हमेशा एक दूसरे में सही ढंग से अनुवाद नहीं करते हैं।

पानी-अल्कोहल मिश्रण से अल्कोहल का पृथक्करण मिश्रण की सांद्रता और मिश्रण के ऊपर स्थिर वाष्प दबाव के अनुरूप क्वथनांक पर किया जाना चाहिए। 760 मिमी एचजी के दबाव पर। कला। विभिन्न सांद्रता वाले जल-अल्कोहल मिश्रण का क्वथनांक 0% अल्कोहल सांद्रता पर 100 डिग्री सेल्सियस से 100% पर 78.3 डिग्री सेल्सियस तक लगभग लगातार घटता जाता है। अपवाद एज़ोट्रोप बिंदु (94.6%) के पास एक निश्चित सांद्रता क्षेत्र है, जहां क्वथनांक 100% अल्कोहल के क्वथनांक से थोड़ा कम हो जाता है (चित्र 1)। एज़ोट्रोपिक या गैर-पृथक रूप से उबलते मिश्रण वे होते हैं जिनमें वाष्प तरल के साथ संतुलन में होता है और उबलते मिश्रण के समान संरचना होती है।

चित्र 1 - संतृप्त जलीय-अल्कोहलिक की तापमान निर्भरता

760 मिमी एचजी के दबाव पर भाप।

ऐसे मिश्रणों को परिशोधन द्वारा अलग करना असंभव है, क्योंकि वाष्प के संघनन से मूल मिश्रण के समान संरचना का एक तरल उत्पन्न होता है, जिसे "एथिल अल्कोहल - परिशोधित" कहा जाता है। इसका क्वथनांक 78.15 डिग्री सेल्सियस है, और अल्कोहल की सांद्रता निर्धारित है राज्य मानकरूसी संघ - 96 से 96.4% तक। इस मामले में, 20 डिग्री सेल्सियस पर संघनित तरल का घनत्व 8.12 ग्राम/एमएल है, वाष्प घनत्व 760 मिमी एचजी है। - 1.601 ग्राम/एमएल, और विशिष्ट ऊष्मावाष्पीकरण - 925 J/g.

परिशोधित अल्कोहल प्राप्त करने के लिए, प्रतिष्ठानों का उपयोग किया जाता है सतत कार्रवाई(अंक 2)। उनमें, आसवन स्तंभ के तल पर कच्ची शराब और अत्यधिक गरम जल वाष्प को मिलाया जाता है और 94 डिग्री सेल्सियस के तापमान वाले जल-अल्कोहल वाष्प को परिवर्तित किया जाता है।

प्रारंभिक मिश्रण को भंडारण टैंक 3 में संग्रहीत किया जाता है, जहां से पंप 9 को फिल्टर 11 के माध्यम से दबाव टैंक 4 में आपूर्ति की जाती है। दबाव टैंक 4 से, प्रारंभिक मिश्रण गुरुत्वाकर्षण द्वारा रोटामीटर के माध्यम से क्यूब 2 में स्थित हीटर में प्रवाहित होता है, जहां इसे गर्म किया जाता है नीचे के अवशेष से. गर्म करने के बाद प्रारंभिक मिश्रण का तापमान थर्मामीटर रीडिंग द्वारा निर्धारित किया जाता है। आसवन कॉलम 1 में, गर्म प्रारंभिक मिश्रण को ऊपर से गिनती करते हुए 7, 9 या 11 प्लेटों में आपूर्ति की जाती है। स्तंभ में खंडित 12 छलनी ट्रे हैं जल निकासी उपकरण. स्तंभ का आंतरिक व्यास 200 मिमी है।

चित्र 2 - योजनाबद्ध आरेख औद्योगिक स्थापनागर्म भाप का उपयोग करके निरंतर क्रिया

1 - आसवन स्तंभ; 2 - घन; 3 - भंडारण टैंक; 4 - दबाव टैंक; 5 - रिफ्लक्स कंडेनसर; 6 - आसुत संग्रह; 7 - रेफ्रिजरेटर के नीचे; 8 - अभी भी अवशेष का संग्रह; 9 - पंप; 10 - रोटामीटर; 11-फ़िल्टर

निचली प्लेट से, तरल बाष्पीकरणकर्ता क्यूब 2 में प्रवाहित होता है, जिसके अंदर एक कुंडल होता है, जिसे भाप द्वारा गर्म किया जाता है। कुंडल से गर्म भाप संघनन को संक्षेपण पॉट के माध्यम से सीवर में छोड़ा जाता है। हीटिंग भाप का प्रवाह एक वाल्व द्वारा नियंत्रित किया जाता है, और दबाव एक दबाव गेज द्वारा निर्धारित किया जाता है। बाष्पीकरणकर्ता क्यूब में, तरल का एक हिस्सा भाप में परिवर्तित हो जाता है, और दूसरा स्थिर अवशेष के रूप में हटा दिया जाता है। निचला अवशेष रेफ्रिजरेटर 7 से होकर गुजरता है, जहां इसे पानी से ठंडा किया जाता है, और कलेक्टर 8 में प्रवेश करता है। कलेक्टर 8 से, निचला अवशेष भंडारण टैंक 3 में वापस आ जाता है। कलेक्टर 6, 8 और रिफ्लक्स कंडेनसर का वलय 5 वायुमंडल से जुड़े हुए हैं, जो स्तंभ के संचालन को सुनिश्चित करता है वायु - दाब. स्तंभ की शीर्ष प्लेट से, कम-उबलते घटक से समृद्ध भाप रिफ्लक्स कंडेनसर 5 में प्रवेश करती है, जिसे पानी से भी ठंडा किया जाता है। जल प्रवाह को रोटामीटर द्वारा मापा जाता है, और इनलेट और आउटलेट पर इसका तापमान थर्मामीटर द्वारा मापा जाता है। भाप के पूर्ण संघनन के बाद रिफ्लक्स कंडेनसर में बनने वाला तरल पदार्थ दो भागों में विभाजित हो जाता है। एक रिफ्लक्स के रूप में कॉलम को सिंचित करने के लिए आपूर्ति की जाती है, और दूसरा डिस्टिलेट के रूप में लिया जाता है, जो संग्रह 6 में प्रवेश करता है और फिर भंडारण टैंक 3 में भेजा जाता है। रिफ्लक्स और डिस्टिलेट की मात्रा रोटामीटर द्वारा मापी जाती है।

कॉलम प्लेटों से तरल पदार्थ, रिफ्लक्स, डिस्टिलेट, स्टिल में तरल पदार्थ के नमूने के साथ-साथ प्लेट में प्रवेश करने और फोम परत को छोड़ने के लिए भाप के नमूने से सुसज्जित है। स्टीम सैंपलर पाइप-इन-पाइप हीट एक्सचेंजर्स से सुसज्जित होते हैं जिसमें भाप के नमूनों को संघनित किया जाता है और कंडेनसेट को अलग-अलग कंटेनरों में एकत्र किया जाता है। कॉलम के प्रत्येक ट्रे पर तापमान सेंसर स्थापित किए जाते हैं, जो एक द्वितीयक उपकरण के साथ मिलकर काम करते हैं। प्लेटों पर तरल के तापमान को जानने से स्तंभ की ऊंचाई के साथ तापमान प्रोफ़ाइल निर्धारित करने की अनुमति मिलती है।

विवरण प्रयोगात्मक स्थापना

असली कामइसमें एक इलेक्ट्रिक हीटर (9) के साथ प्रयोगशाला स्थापना में एथिल अल्कोहल के सुधार की प्रक्रिया का अध्ययन करना और अल्कोहल युक्त कच्चे माल को समय-समय पर भरना शामिल है, जिसका संचालन आरेख चित्र 3 में दिखाया गया है। स्थापना में एक वाष्पीकरण क्यूब (1) होता है ), एक आसवन स्तंभ (2) इसके कवर पर लंबवत स्थापित है, और इलेक्ट्रिक हीटर (9)।

चित्र 3 - एक इलेक्ट्रिक हीटर के साथ एक प्रयोगशाला आसवन इकाई का योजनाबद्ध आरेख और पानी-अल्कोहल मिश्रण के साथ वाष्पीकरण टैंक को आवधिक भरना।

स्थापना का मुख्य भाग है समग्र स्तंभ, जो ऊपरी (3) और निचले (2) आसवन भागों में विभाजित है। सबसे ऊपर का हिस्साइसमें एक संघनक उपकरण (4), एक कूलर (5), एक अल्कोहल चयन नियामक (6) और उन्हें जोड़ने वाले पाइपों की एक प्रणाली (10) शामिल है। सुधार के दौरान, "पाइप-इन-पाइप" योजना के अनुसार बनाए गए कंडेनसर (4) और हीट एक्सचेंजर (5) में ठंडा पानी लगातार काउंटर करंट में प्रवाहित होता है। वाष्पीकरण टैंक के ऊपरी भाग में, उत्पन्न भाप के दबाव और स्तंभ में दबाव ड्रॉप को मापने के लिए मैनोमेट्रिक ट्यूब लीड बनाए जाते हैं।

ढक्कन, छलनी और सिंक ट्रे वाले औद्योगिक आसवन स्तंभों के विपरीत प्रयोगशाला स्तंभसंपर्क तत्वों के रूप में अल्ट्रा-छोटे व्यास (10-30 मिमी), स्टेनलेस नालीदार जाल या स्टेनलेस स्टील से बने सर्पिल प्रिज्मीय स्प्रिंग्स से बने "सुल्ज़र" प्रकार के नोजल का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। ऐसे संपर्क तत्वों पर गर्मी और द्रव्यमान हस्तांतरण की प्रक्रिया स्तंभ की पूरी ऊंचाई के साथ लगातार होती रहती है, और एक सैद्धांतिक प्लेट के बराबर संतुलन की स्थिति तब होती है जब भाप एक निश्चित परत पर काबू पाती है, जिसकी ऊंचाई ऊंचाई से जुड़ी होती है सैद्धांतिक प्लेटवीटीटी या इकाई ऊंचाई स्थानांतरित करेंवीईपी . यह ऊंचाई आमतौर पर मिलीमीटर में अनुमानित की जाती है, जिससे किसी विशेष नोजल की प्रभावशीलता का मूल्यांकन करना आसान हो जाता हैवीईपी . तो कब आंतरिक व्यास 30 मिमी के कॉलम, सर्पिल-प्रिज़्मेटिक नोजल का बीईपी 15-30 है, और हमारे मामले में उपयोग किए जाने वाले "सुल्ज़र" नोजल के लिए, 20-25 मिमी। हालाँकि, 40 मिमी के स्तंभ व्यास के साथ भी, उनकी दक्षता वस्तुतः समान हैवीईपी 25-30 मिमी है. इस प्रकार, पैक किए गए स्तंभों के लिए, स्थानांतरण इकाई की ऊंचाई दृढ़ता से स्तंभ के व्यास पर निर्भर करती है और जैसे-जैसे यह बढ़ती है, तेजी से बढ़ती है। इसलिए एक आशाजनक दिशाएँऊर्जा दक्षता में सुधार औद्योगिक उपकरणइसका लघुकरण और उपयोग है बड़ी मात्रासंपर्क तत्व.

सुरक्षा आवश्यकताओं

छात्रों को श्रम सुरक्षा संबंधी निर्देशों से गुजरने के बाद ही प्रयोगशाला कार्य करने की अनुमति दी जाती है आग सुरक्षाप्रयोगशाला में और कार्यस्थल पर.

उनके अनुसार, स्थापना शुरू करने से पहले, आपको आसवन स्तंभ, वाष्पीकरण टैंक, पाइपलाइनों की सेवाक्षमता की जांच करने के लिए इसकी संरचना और बाहरी निरीक्षण से खुद को परिचित करना होगा। शट-ऑफ वाल्व, बिजली के उपकरण; ग्राउंडिंग की उपस्थिति, सेवाक्षमता सुरक्षात्मक शटडाउन, विद्युत और थर्मल इन्सुलेशन।

स्थापना एक प्रशिक्षण फोरमैन की उपस्थिति में और उसकी प्रत्यक्ष देखरेख में शुरू की जानी चाहिए।

आसवन स्तंभ में बाढ़ और गर्म भाटा की आपातकालीन रिहाई से बचने के लिए, प्रयोगशाला कार्य करने की प्रक्रिया के लिए सिफारिशों का सख्ती से पालन करें।

इंस्टॉलेशन पर काम करते समय सावधानी और सटीकता बरतें। याद रखें कि ऑपरेशन के दौरान इसके कुछ तत्वों और उपकरणों का तापमान लगभग 100 होता है S के बारे में

कार्य - आदेश

प्रयोगशाला सेटअप के आरेख और उपकरणों के स्थान से स्वयं को परिचित करें। इसका विवरण लिखें और परीक्षण परिणामों को रिकॉर्ड करने के लिए तालिकाएँ तैयार करें।

45% से अधिक की सांद्रता वाली कच्ची शराब से वाष्पीकरण टैंक को 3/4 तक भरें।

इसके चयन नियामक के साथ आसुत चयन को पूरी तरह से अवरुद्ध करें।

पाइप प्रणाली की सही असेंबली और जकड़न की जाँच करें।

ठंडा पानी के इनलेट और आउटलेट को जल आपूर्ति नेटवर्क से कनेक्ट करें और सुनिश्चित करें कि कूलेंट के काउंटर-फ्लो मोड में काम करने के लिए डिस्चार्ज किए गए कंडेनसेट के हीट एक्सचेंजर और कंडेनसर का श्रृंखला कनेक्शन सही ढंग से जुड़ा हुआ है।

* संचालन के लिए इंस्टॉलेशन को तैयार करने में पूरा समय 5 से 20 मिनट तक लगता है, जो कार्य कौशल, वाष्पीकरण टैंक को फिर से भरने की आवश्यकता, इसे साफ करने, जल आपूर्ति नेटवर्क से कनेक्शन की अवधि आदि पर निर्भर करता है।

स्टैंड को 220 V नेटवर्क से कनेक्ट करें और बिजली आपूर्ति चालू करें।

स्वचालित स्टैंड को इससे कनेक्ट करेंUSBकंप्यूटर कनेक्टर और प्रोग्राम चलाएँ प्रारंभ → प्रोग्राम →MeasLAB→ "सुधार" (चित्र 5)। के साथ काम करने के अधिक विस्तृत परिचय के लिए सॉफ़्टवेयर, "सॉफ़्टवेयर ऑपरेशन गाइड" का विवरण खोलें।

वीके 1 हीटर ऑपरेशन स्विच को 1 किलोवाट के शुरुआती मोड पर चालू करें।

मापने वाले उपकरणों की रीडिंग को स्थिर करने के बाद, प्रक्रिया मापदंडों के स्वचालित माप (चित्रा 5) के लिए कंप्यूटर सिस्टम लॉन्च करें और वाष्पीकरण टैंक के हीटिंग को चालू करें, और उपकरणों की रीडिंग के अनुसार, तरल के तापमान में परिवर्तन की निगरानी करें और वाष्प-गैस वातावरण।

चित्र 5 - उपस्थिति"सुधार" कार्यक्रम

आसवन स्तंभ और कंडेनसर में वाष्पीकरण टैंक में उत्पन्न भाप के लगातार प्रवाह की निगरानी करें; वाष्प संघनन और आसुत निर्माण की शुरुआत। समाधान का क्वथनांक, वाष्पीकरण टैंक में वाष्प-गैस माध्यम का तापमान और दबाव रिकॉर्ड करें, कुल मात्रातरल पदार्थ को गर्म करने, स्थापना डिजाइन और गर्मी के नुकसान पर खर्च की गई ऊर्जा पर्यावरणऔर प्राप्त डेटा को तालिका 1 में दर्ज करें।

डिस्टिलेट चयन नियामक को पूरी तरह खोलें और 20 सेकंड में अल्कोहल रिसीवर में प्रवेश करने वाली बूंदों की संख्या गिनें।

रिफ्लक्स अनुपात को कम से कम 4 पर सेट करें, डिस्टिलेट चयन नियामक को उसी समय के लिए बूंदों की 5 गुना कम संख्या पर सेट करें।

जब निचले तरल के कम-उबलते घटकों की भाप और भाटा स्तंभ के ऊपरी हिस्से में जमा हो जाता है, तो प्राप्त टैंक में इन पदार्थों का धीमा और लगातार चयन मैन्युअल रूप से नियंत्रित डिस्टिलेट चयन नियामक का उपयोग करके आयोजित किया जाता है, इसके बाद कंप्यूटर का उपयोग करके उनकी पहचान की जाती है। कंडेनसर में प्रवेश करने वाले वाष्प के तापमान का रिकॉर्ड और वास्तविक वायुमंडलीय दबाव को ध्यान में रखना।

कम-उबलने वाले घटकों की रिहाई के बाद, एथिल अल्कोहल के सुधार पर काम की सबसे लंबी अवधि शुरू होती है, जिसे कम से कम 3 के रिफ्लक्स अनुपात पर किया जाता है और प्राप्त कंटेनर को एक नए के साथ बदल दिया जाता है। इस मामले में, स्तंभ को बाढ़ से बचाना महत्वपूर्ण है, जिसकी शुरुआत स्तंभ में दबाव ड्रॉप की रिकॉर्डिंग में विशिष्ट स्पंदन की उपस्थिति और स्थापना के संचालन के दौरान "गड़गड़ाहट" ध्वनियों की उपस्थिति से निर्धारित की जा सकती है। . आसुत चयन सही ढंग से सेट किया गया है, यदि चयन रोकने के 5-15 मिनट बाद, स्तंभ के ऊपरी भाग में वाष्प का तापमान कम नहीं हुआ है।

मुख्य उत्पाद प्राप्त करने के चरण में, मापें पारंपरिक तरीकेएक पोर्टेबल थर्मामीटर, एक मापने वाले कंटेनर और एक कंप्यूटर स्टॉपवॉच का उपयोग करके और धीरे-धीरे बदलते आसवन मापदंडों के मूल्यों को तालिका में दर्ज करें:

हीट एक्सचेंजर और रिफ्लक्स कंडेनसर को ठंडा करने वाले पानी की प्रवाह दर;

हीट एक्सचेंजर में प्रवेश करने वाले पानी का तापमान;

हीट एक्सचेंजर के आउटलेट पर पानी का तापमान;

रिफ्लक्स कंडेनसर में प्रवेश करने वाले पानी का तापमान;

रिफ्लक्स कंडेनसर से निकलने वाले पानी का तापमान।

खाद्य अल्कोहल का चयन तब पूरा करें जब इसके वाष्प का तापमान 78.3 डिग्री सेल्सियस से 0.1 से अधिक हो जाए।

फीडस्टॉक में निहित अशुद्धियों के पूंछ अंशों का चयन। इसका मतलब कॉलम सेटिंग्स को बदलना नहीं है, बल्कि केवल रिसीविंग टैंक को बदलना है। टेल फ्रैक्शंस का चयन तब पूरा होता है जब कंडेनसर में भाप का तापमान लगभग 82-85 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है।

काम खत्म करने के बाद वाष्पीकरण टैंक (बटन बीके1) का हीटर बंद कर दें। कॉलम ठंडा होने के बाद, कंडेनसर और हीट एक्सचेंजर को पानी की आपूर्ति बंद कर दें। माप प्रणाली और डिजिटल को बंद कर दें मापन उपकरणपर सामने का हिस्सास्थापनाएँ।

यूनिट को विद्युत नेटवर्क से डिस्कनेक्ट करें।

नीचे के अवशेषों को निकालने और वाष्पीकरण टैंक को साफ करने के बाद, इंस्टॉलेशन को उसकी मूल स्थिति में लौटा दें।

प्राप्त डेटा को संसाधित करें और उसके परिणाम तालिका 1 में दर्ज करें।

आसवन स्तंभ की सैद्धांतिक प्लेटों की संख्या निर्धारित करें और प्राप्त परिणाम के साथ 3 दराजों की कुल ऊंचाई की तुलना करें।

नियंत्रण प्रश्नों के उत्तर दें और किए गए कार्य के बारे में स्वतंत्र निष्कर्ष निकालें।

धीरे-धीरे प्रक्रिया पैरामीटर बदल रहे हैं

हीट एक्सचेंजर और रिफ्लक्स कंडेनसर को ठंडा करने वाले पानी की प्रवाह दर ___ l/s

हीट एक्सचेंजर में प्रवेश करने वाले पानी का तापमान ___ 0 साथ

हीट एक्सचेंजर आउटलेट पर पानी का तापमान ___ 0 साथ

रिफ्लक्स कंडेनसर में प्रवेश करने वाले पानी का तापमान ___ 0 साथ

रिफ्लक्स कंडेनसर के आउटलेट पर पानी का तापमान ___ 0 साथ

तालिका 1. माप और गणना के परिणाम।

मापदंडों और माप की इकाइयों का नाम

मॉनिटर किए गए मापदंडों के वर्तमान मान

औसत मूल्य

1. फीडस्टॉक को क्वथनांक तक गर्म करना

तरल के उबलने तक गर्म करने का समय, न्यूनतम

गर्म करने के बाद प्रारंभिक मिश्रण का तापमान, 0 C,

कंडेनसर में भाप और भाटा का तापमान, केपीए

2. सुधार की प्रारंभिक अवधि. शीर्ष अंशों का चयन

स्तंभ के इनलेट पर वाष्प-गैस मिश्रण का दबाव, kPa

विद्युत ऊर्जा, हीटर द्वारा जारी, काउंटर पल्स की संख्या

3. एथिल अल्कोहल के सुधार की मुख्य अवधि

कम-उबलते अंशों का वाष्पीकरण समय, न्यूनतम

तरल क्वथनांक, डिग्री सेल्सियस

स्तंभ में भाप और भाटा का तापमान, केपीए

कंडेनसर में भाप का तापमान, केपीए

स्तंभ के इनलेट पर वाष्प-गैस मिश्रण का दबाव, kPa

हाइड्रोस्टेटिक घनत्व मीटर में आसुत स्तंभ का दबाव, kPa

नमूनाकृत आसवन की खपत, प्रति 20 सेकंड में बूंदों की संख्या

हीटर द्वारा जारी विद्युत ऊर्जा, काउंटर पल्स की संख्या

4. सुधार की अंतिम अवधि. अंतिम अंशों का चयन

कम-उबलते अंशों का वाष्पीकरण समय, न्यूनतम

तरल क्वथनांक, डिग्री सेल्सियस

स्तंभ में भाप और भाटा का तापमान, केपीए

कंडेनसर में भाप का तापमान, केपीए

स्तंभ के इनलेट पर वाष्प-गैस मिश्रण का दबाव, kPa

हाइड्रोस्टेटिक घनत्व मीटर में आसुत स्तंभ का दबाव, kPa

नमूनाकृत आसवन की खपत, प्रति 20 सेकंड में बूंदों की संख्या

हीटर द्वारा जारी विद्युत ऊर्जा, काउंटर पल्स की संख्या

बोतलों की सघनता X w , %

आसुत सांद्रता X w, %

प्रायोगिक डेटा का प्रसंस्करण

सुधार के मुख्य चरण के मापदंडों के औसत मूल्यों के लिए, प्रारंभिक मिश्रण एक्स में अल्कोहल की दाढ़ सांद्रता की गणना मात्रा द्वारा की जाती है एफऔर डिस्टिलेट एक्स पी . मूल मिश्रण की खपत की पुनर्गणना करेंएफऔर आर को मोल्स में डिस्टिलेट करें। स्तंभ के भौतिक संतुलन समीकरणों से, समीकरणों का उपयोग करके निचले अवशेषों की प्रवाह दर और एकाग्रता पाई जाती है

डब्ल्यू= एफ – पी, एक्स डब्ल्यू =(एफएक्स एफ – पिक्सल पी )/ डब्ल्यू,

कहाँ एफ, पी, डब्ल्यू-प्रारंभिक मिश्रण, डिस्टिलेट, बॉटम्स, किमीोल/एस की खपत;

एक्स एफ . एक्स पी . एक्स डब्ल्यू -प्रारंभिक मिश्रण की संरचना, डिस्टिलेट, बॉटम्स, मोल। शेयर.

भाटा अनुपात निर्धारित करेंआर- भाटा प्रवाह और आसुत प्रवाह का अनुपात और भाप की मात्रा की गणना करेंजी, स्तंभ पर चढ़ना। परिमाण जाननाजीऔर स्तंभ व्यास (डीपर = 20 मिमी), स्तंभ के मुक्त खंड में भाप का वेग निर्धारित करें। समीकरण से भाप की मात्रा निर्धारित करके स्तंभ में भाप के वेग की भी गणना की जा सकती है ताप संतुलनरिफ्लक्स कंडेनसर (इस गणना का उपयोग परीक्षण गणना के रूप में किया जा सकता है)।

संदर्भ डेटा के आधार पर, ग्राफ़ पेपर पर एक संतुलन वक्र खींचा जाता है।य= एफ(एक्स) पर y-x आरेख(चित्रा 5) और एक्स-अक्ष पर प्रारंभिक मिश्रण एक्स के एकाग्रता मूल्यों को चिह्नित करें

एफ– प्रारंभिक मिश्रण की खपत और डिस्टिलेट की खपत का अनुपात।

खंड की गणना करें , जो कोर्डिनेट अक्ष पर स्तंभ के शीर्ष की कार्यशील रेखा से कट जाता है (चित्र 6)। बिंदु A (x) के माध्यम सेपी = वाई पी ) और परिणामी खंड स्तंभ के ऊपरी भाग की कार्य रेखा खींचता है। बिंदु D के माध्यम से (x डब्ल्यू=य डब्ल्यू ) और बिंदु C कॉलम के निचले भाग की कार्यशील रेखा खींचें। संतुलन और संचालन रेखाओं के बीच, एकाग्रता परिवर्तन के चरणों का निर्माण किया जाता है (चित्र 6)। प्रत्येक चरण एक सैद्धांतिक प्लेट से मेल खाता है। सैद्धांतिक चरणों की संख्या निर्धारित करने के बादएनटी , और, कॉलम में वास्तविक प्लेटों की संख्या जाननाएन, समीकरण का उपयोग करके प्लेट की औसत दक्षता ज्ञात करें

प्लेट की दक्षता हाइड्रोडायनामिक स्थितियों और पर निर्भर करती है भौतिक और रासायनिक गुणभाप और तरल.

जब कॉलम अपने आप संचालित होता है, तो डिस्टिलेट का चयन नहीं किया जाता है, अर्थात। भाटा अनुपात अनंत है . इस मामले में, स्तंभ की कार्य रेखा विकर्ण के साथ मेल खाती है।

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

पदार्थों को अलग करने की किस प्रक्रिया को परिशोधन कहा जाता है? कौन से अंतर का उपयोग किया जाता है? भौतिक गुणअलग किये गये पदार्थ?

कौन से मिश्रण को एज़ोट्रोपिक या लगातार उबलने वाला मिश्रण कहा जाता है? उन्हें सुधार का उपयोग करके अलग क्यों नहीं किया जा सकता?

मानक रेक्टिफाइड अल्कोहल की सांद्रता को % के बराबर क्यों निर्धारित करता है? इस उत्पाद पर कौन सी अतिरिक्त आवश्यकताएँ लागू होती हैं?

आसवन स्तंभ का निर्माण कैसे किया जाता है? स्तंभ में गतिमान चरणों की संपर्क अंतःक्रिया को बढ़ाने के लिए तत्वों के रूप में इसमें किन उपकरणों का उपयोग किया जाता है?

आसवन स्तंभ में बाढ़ का क्या कारण है? इसका पता कैसे लगाया और रोका जा सकता है?

भाटा अनुपात शून्य होने पर आसवन स्तंभ कैसे काम करता है? परिणामी एथिल अल्कोहल की शुद्धि और सांद्रता की डिग्री कैसे बदलती है?

अल्कोहल युक्त कच्चे माल में मौजूद पदार्थों में से कौन सा पदार्थ कम या कम उबलने वाला माना जाता है: एल्डिहाइड, एसीटोन, भारी अल्कोहल, मिथाइल अल्कोहल, फ़्यूज़ल तेल? इनमें से कौन सा परिशोधित अल्कोहल के निकलने के तुरंत बाद आसवित होता है?

खाद्य अल्कोहल का चयन तब क्यों समाप्त हो जाता है जब इसके वाष्प का तापमान 0.1 से अधिक और 78.3 डिग्री सेल्सियस से कम नहीं होता है?

साहित्य

बोगदानोव यू.पी., ज़ोटोव वी.एन., कोलोस्कोव एस.पी. आदि। शराब उत्पादन पर हैंडबुक। उपकरण, मशीनीकरण और स्वचालन के साधन। - एम: प्रकाश और खाद्य उद्योग, 1983, 343 पीपी.

देव्यातिख जी.जी., एलीव यू.ई. सिद्धांत का परिचय गहराई से सफाईपदार्थ. - एम. ​​नौका, 1981. - 320 पी.

कार्य का लक्ष्य:

अधिकतम (पूर्ण) और कार्यशील सिंचाई पर आवधिक क्रिया के प्रयोगशाला पैक्ड कॉलम के संचालन का अध्ययन।

विभिन्न ऑपरेटिंग मोड के तहत कॉलम में एकाग्रता परिवर्तन (सैद्धांतिक प्लेट) के चरणों की संख्या का निर्धारण।

सैद्धांतिक प्लेट (एचईटीपी) के बराबर नोजल की ऊंचाई का निर्धारण।

सिंचाई गुणांक का निर्धारण.

स्तंभ के ऊपर और नीचे के तापमान का निर्धारण।

1. प्रयोगशाला सेटअप का विवरण

प्रयोगशाला स्थापना (चित्रा 1) में एक पैक्ड कॉलम 1, एक हीटिंग मेंटल 2, एक रिटर्न कंडेनसर - रेफ्रिजरेटर 3 और एक डिस्टिलेट रेफ्रिजरेटर 4 शामिल है। कॉलम में पैकिंग के रूप में धातु सर्पिल का उपयोग किया जाता है। सुधार प्रक्रिया की रुद्धोष्म प्रक्रिया को सुनिश्चित करने के लिए, स्तंभ में पार्श्व विद्युत ताप होता है 5. इनलैट्रोम 6. हीटिंग मेंटल में रखे गए स्तंभ 1 के क्यूब में एक निचला नमूना होता है 7. वाष्प चरण को संघनित करने के लिए एक कंडेनसर का उपयोग किया जाता है - एक रेफ्रिजरेटर 3. डिस्टिलेट चयन को एक नल 8 द्वारा नियंत्रित किया जाता है। नमूना डिस्टिलेट को रेफ्रिजरेटर 4 में ठंडा किया जाता है और रिसीवर 9 आता है। कॉलम में वायुमंडलीय दबाव बनाए रखने के लिए, एयर वेंट 10 डिज़ाइन किया गया है।

1- आसवन स्तंभ; 2 - हीटिंग मेंटल; 3 - रिटर्न कंडेनसर - रेफ्रिजरेटर; 4 - आसुत रेफ्रिजरेटर; 5 - पार्श्व विद्युत ताप; 6 - एलएटीआर; 7 - नमूना; 8 - टैप करें; 9 - रिसीवर

चित्र 3 - प्रयोगशाला सेटअप आरेख

2. प्रायोगिक प्रक्रिया.

एनसीसी और वीसीसी युक्त एक प्रारंभिक मिश्रण तैयार किया जाता है, मिश्रण का 50 मिलीलीटर कॉलम क्यूब में लोड किया जाता है।

इंस्टॉलेशन की शुरुआत कंडेनसर - रेफ्रिजरेटर को पानी की आपूर्ति से शुरू होती है। फिर हीटिंग मेंटल चालू हो जाता है। मिश्रण में उबाल आने और नोजल के निचले हिस्से में सिंचाई दिखाई देने के बाद, साइड हीटिंग चालू कर दी जाती है। साइड हीटिंग की तीव्रता ऐसी बनाए रखी जाती है कि नोजल के शीर्ष पर तरल की एक परत दिखाई देती है। इस घटना को स्तंभ की "बाढ़" कहा जाता है। नोजल को गीला करने और तदनुसार, बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रक्रिया को तेज करने के लिए "चोक" आवश्यक है। तब तक साइड हीटिंग को कम कर दिया जाता है जब तक कि निर्धारित प्रवाह दर (नोजल के ऊपर और नीचे प्रति मिनट बूंदों की संख्या) प्राप्त न हो जाए। इस मामले में, नोजल के ऊपर स्थित तरल की परत कॉलम क्यूब में प्रवाहित होती है। साइड हीटिंग को धीरे-धीरे कम करना चाहिए ताकि सिंचाई न रुके। यदि सिंचाई बंद हो जाती है, तो स्तंभ को फिर से "बाढ़" करना आवश्यक है। यह पूर्ण सिंचाई मोड के अनुरूप कॉलम मोड सेट करता है। आसुत का चयन नहीं किया गया है.

30-40 मिनट तक पूर्ण सिंचाई व्यवस्था बनाए रखने के बाद, डिस्टिलेट की 3-4 बूंदें और अवशेष विश्लेषण के लिए लिया जाता है। इसके बाद, ऑपरेटिंग मोड को 6-10 बूंद प्रति मिनट की गति से डिस्टिलेट चयन के साथ सेट किया जाता है। 2.5 - 4 मिली डिस्टिलेट प्राप्त करने के बाद, डिस्टिलेट की 3-4 बूंदें और उतनी ही मात्रा में अवशेष विश्लेषण के लिए लिया जाता है, और कॉलम पर काम समाप्त होता है। हीटिंग मेंटल और साइड हीटिंग बंद हो जाता है। हीटर बंद होने के 15-20 मिनट बाद रेफ्रिजरेटर कंडेनसर में पानी की आपूर्ति बंद हो जाती है।

प्रयोग के दौरान लिए गए चार नमूनों (स्तंभ की पूर्ण सिंचाई और संचालन मोड के साथ आसवन और अवशेष) का विश्लेषण 20 डिग्री सेल्सियस पर एक रेफ्रेक्टोमीटर पर किया जाता है। ग्राफिकल संबंध "अपवर्तक सूचकांक - संरचना" का उपयोग करके, सभी नमूनों में एनसीसी सामग्री निर्धारित की जाती है आयतन अंश.

प्रयोग के परिणाम एक जर्नल में दर्ज किए गए हैं। यह अवश्य ध्यान में रखना चाहिए कि नोजल के ऊपर और नीचे प्रति मिनट बूंदों की संख्या आवश्यक रूप से एक दूसरे के बराबर नहीं है। हालाँकि, उन्हें कॉलम की स्थिर-स्थिति परिचालन स्थितियों के तहत समय के करीब और स्थिर होना चाहिए।

प्रयोगात्मक डेटा:

पूर्ण सिंचाई विधि:

n जिला = 1.392

n घन = 1.433

आयतन अंश:

आसुत - 0.95

घन – 0.56

कार्य का तरीका:

स्तम्भ का शीर्ष - 135

चयन पर - 18

n जिला = 1.3925

n घन = 1.44

आयतन अंश:

आसुत - 0.92

घन – 0.51

3. प्रायोगिक परिणामों का प्रसंस्करण

डिस्टिलेट और अवशेषों की वॉल्यूमेट्रिक रचनाएँ मोलर रचनाओं में परिवर्तित हो जाती हैं।

पूर्ण सिंचाई के साथ:

सिंचाई कार्य के दौरान:

आइए भाटा अनुपात निर्धारित करें:

अतिरिक्त सिंचाई अनुपात:

अनुसूची के अनुसार हम निर्धारित करते हैं:

कहाँ

पूर्ण सिंचाई वाली अवस्थाओं की संख्या – 15

ऑपरेटिंग मोड के दौरान - 23

एक सैद्धांतिक प्लेट के बराबर पैकिंग ऊंचाई:

पूर्ण सिंचाई के साथ:

ऑपरेटिंग मोड के दौरान:

स्तंभ के ऊपर और नीचे का तापमान ज्ञात करें:

पूर्ण सिंचाई के साथ: t 1 = 98.8 0 C और t 2 = 102.0 0 C

ऑपरेटिंग मोड के दौरान: t 1 = 99.0 0 C और t 2 = 102.5 0 C

ऑपरेटिंग मोड में, सैद्धांतिक प्लेटों की संख्या पूर्ण सिंचाई की तुलना में अधिक होती है, इसलिए नोजल की ऊंचाई तदनुसार छोटी होती है।

प्रयोगशाला कार्य क्रमांक 5

"विफलता-प्रकार की जाली प्लेटों के संचालन का अध्ययन"

कार्य का लक्ष्य:

वायु-जल प्रणाली का उपयोग करके स्तंभ मॉडल पर फैलाव बिंदु और "बाढ़" बिंदु की स्थिति पर हाइड्रोडायनामिक विशेषताओं के प्रभाव का अध्ययन।

1,2 - रोटामीटर; 3 - कंप्रेसर; 4 - वितरण ग्रिड; 5 - दबाव नापने का यंत्र;

6 - प्लेट; 7 - स्तंभ; 8 - नियंत्रण वाल्व।

चित्र 4 - प्रयोगशाला सेटअप आरेख

1 कार्य पद्धति

मॉडल के माध्यम से एक छोटा वायु प्रवाह बनाते हुए, कंप्रेसर चालू करें। सूखी प्लेट के प्रतिरोध गुणांक को निर्धारित करने के लिए सिंचाई के बिना प्लेट पर दबाव गेज 5 का उपयोग करके दबाव ड्रॉप को मापा जाता है। फिर हवा का प्रवाह कम कर दें)।

रोटामीटर का उपयोग करके निर्दिष्ट जल प्रवाह दर निर्धारित करें और मॉडल के माध्यम से एक छोटा वायु प्रवाह बनाएं। जब प्लेट स्थिर अवस्था में चलती है, तो प्लेट का प्रतिरोध मापा जाता है, और अंतर का अधिकतम मूल्य, जो तरल और गैस की दी गई प्रवाह दरों पर देखा जाता है, और प्लेट पर फोम की ऊंचाई को मापा जाता है। फिर रोटामीटर पर वाल्व का उपयोग करके वायु प्रवाह दर को थोड़ा बढ़ाया जाता है। नई वायु प्रवाह दर के साथ, 3-5 मिनट के ऑपरेशन के बाद प्लेटें फिर से फोम के अंतर और ऊंचाई को मापती हैं। जब ट्रे प्रारंभ में चालू हो तो पानी और हवा के प्रवाह को रिकॉर्ड करें। वायु प्रवाह बढ़ाएँ. डेटा तालिका 1.1 में दर्ज किया गया है

तालिका 1.1- प्रयोग के परिणाम

2 प्रयोग परिणामों का प्रसंस्करण

सूत्र का उपयोग करके प्लेट के सापेक्ष मुक्त क्रॉस-सेक्शन का निर्धारण करें:

वायु प्रवाह दर का उपयोग करके, स्तंभ के पूर्ण क्रॉस सेक्शन में वायु की गति निर्धारित करें

आइए "सूखी" प्लेट के प्रतिरोध गुणांक की गणना करें, यह ध्यान में रखते हुए कि वायु प्रवाह पर क्यू 2 = 0.007 मीटर 3 / एस प्लेट प्रतिरोध
=80 पा

"सूखी" प्लेट पर दबाव ड्रॉप का उपयोग करके, "सूखी प्लेट" का प्रतिरोध गुणांक निर्धारित करें:

तालिका 2.2 - गणना परिणाम

हमने वायु-जल प्रणाली का उपयोग करके स्तंभ मॉडल पर फैलाव बिंदु और "बाढ़" बिंदु की स्थिति पर हाइड्रोडायनामिक विशेषताओं के प्रभाव का अध्ययन किया। हमने प्लेट में दबाव ड्रॉप की गणना की और इसकी प्रयोगात्मक मूल्य से तुलना की।

आसवन और सुधार की सैद्धांतिक नींव

आसवन- यह तरल पदार्थों के सजातीय मिश्रण को उनकी अस्थिरता के आधार पर अलग करने की प्रक्रिया। वाष्पशील तरल पदार्थ वे होते हैं जिनका संतृप्त वाष्प दबाव सामान्य तापमान पर शून्य से काफी भिन्न होता है।

आसवन का सिद्धांत तरल घोल और उनके ऊपर वाष्प के मिश्रण के निर्माण के विचार पर आधारित है। जब अस्थिर पदार्थों का मिश्रण उबलता है, तो तरल पदार्थ के वाष्प अधिक अस्थिर घटक से समृद्ध हो जाते हैं। जब ऐसे वाष्प आंशिक रूप से संघनित होते हैं, तो वे वाष्प चरण और तरल (भाटा) में अलग हो जाते हैं। आसवन तापमान पर, अधिक अस्थिर तरल उबलता है, और कम अस्थिर तरल उबले बिना वाष्पित हो जाता है। ऐसे मिश्रणों को अलग-अलग उबलने वाला मिश्रण कहा जाता है। में आदर्श समाधानयह स्थिति किसी भी एकाग्रता पर महसूस की जाती है।

गैर-आदर्श समाधानों में, ऐसे सांद्रता क्षेत्र होते हैं जिनमें बाइनरी मिश्रण के दोनों घटक एक साथ उबलते हैं। ये तथाकथित एज़ोट्रोपिक क्षेत्र या गैर-अलग-अलग उबलते तरल पदार्थ के क्षेत्र हैं। यहां, बाइनरी मिश्रण के तरल और वाष्प चरणों की सांद्रता समान है, और इसलिए, उनके आसवन के दौरान, तरल चरण की एकाग्रता को बढ़ाना असंभव है।

कठिन आसवन , यापरिहार - यह आसवन का बहु आसवन है। सरल आसवन की दक्षता में सुधार करने के लिए उपयोग किया जाता है। इसे प्लेट या पैक्ड कॉलम में किया जाता है। स्तंभ के नीचे बहने वाले भाटा और ऊपर की ओर जाने वाली भाप को सफलतापूर्वक अलग करने के लिए, आप किसी भी संपर्क तत्व का उपयोग कर सकते हैं जो उनकी बातचीत के क्षेत्र और दक्षता को बढ़ाता है।ट्रे का उपयोग आमतौर पर बड़े आसवन स्तंभों में संपर्क तत्वों के रूप में किया जाता है। स्तंभ में स्थित ऐसी प्रत्येक प्लेट को भौतिक प्लेट (पीटी) कहा जाता है।