Distilasyon kolonlarının çalışması. Digest - endüstriyel güvenlik Damıtma kolonlarının güvenli çalışmasına ilişkin laboratuvar çalıştayı

Düzeltme örneği 1

İlk etanol - su karışımı

Karışım tüketimi GF = 5000 t/h.
İlk karışımdaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xF = ağırlıkça %34.
Distilattaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xD = ağırlıkça %76.
KDV kalıntısındaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xW = ağırlıkça %3.

(607,11 Kb) indirme202 kez

Düzeltme örneği 2

İlk etanol - su karışımı
Karışım tüketimi GF = 8000 t/h.

Distilattaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xD = ağırlıkça %80.

Basınç altında ısıtma buharı - 4 atm.

(610,42 Kb) indirme195 kez

giriiş

2. Teknolojik hesaplama

3. İNŞAAT HESABI

4. HİDROLİK HESAPLAMA
5. Mekanik hesaplama
5.2 Kabuk kalınlığının hesaplanması
5.2 Dip kalınlığının hesaplanması

5.4 Aparat desteklerinin hesaplanması
Çözüm
Emniyet

Çözüm

gövdenin korozyonu ve erozyonu,
mekanik hasar.

Kloroform-benzen

2000 ruble'den düzeltme için bir kurs projesinin fiyatı

Düzeltme örneği 3

Karışım tüketimi GF = 6000 t/h.

KDV kalıntısındaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xW = ağırlıkça %4,5.
Basınç altında ısıtma buharı - 4 atm.

(935,21 Kb) indirme246 kez

Düzeltme örneği 4

İlk kloroform-benzen karışımı
Karışım tüketimi GF = 5000 t/h.

Distilattaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xD = ağırlıkça %95.
KDV kalıntısındaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xW = ağırlıkça %5,5.
Basınç altında ısıtma buharı - 4 atm.

(604,31 Kb) indirme178 kez

Düzeltme örneği 5

İlk kloroform-benzen karışımı
Karışım tüketimi GF = 12000 t/h.
İlk karışımdaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xF = ağırlıkça %45.
Distilattaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xD = ağırlıkça %88.

Basınç altında ısıtma buharı - 4 atm.

(992,92 Kb) indirme305 kez

giriiş
1. Teknolojik planın açıklaması
2. Teknolojik hesaplama
2.1 Damıtma sütununun hesaplanması
3. İNŞAAT HESABI
3.1 Optimum boru hattı çaplarının hesaplanması
4. HİDROLİK HESAPLAMA
5. Mekanik hesaplama
5.2 Kabuk kalınlığının hesaplanması
5.2 Dip kalınlığının hesaplanması
5.3 Flanş bağlantılarının ve kapağın hesaplanması
5.4 Aparat desteklerinin hesaplanması
Çözüm
Emniyet
KULLANILAN KAYNAKLAR LİSTESİ

Çözüm

Bu ders projesinde, mühendislik hesaplamaları sonucunda, etanol - su ikili karışımını, D çapında, H yüksekliğinde, elek plakalarının kullanıldığı, aralarındaki mesafe olan bir damıtma kolonu ile ayırmak için bir damıtma ünitesi seçilmiştir. h = 0.5 (m). Sütun normal çalışıyor.
Ana koşullardan biri Güvenli operasyon damıtma sütunları- sıkılığını sağlamak. Sızıntının nedenleri şunlar olabilir:
aparattaki basınçta izin verilenin ötesinde artış,
sıcaklık yükleri altında lineer boyutlardaki artış için yetersiz kompanzasyon,
gövdenin korozyonu ve erozyonu,
mekanik hasar.
Kolondaki basınçta keskin bir artışın en tehlikeli nedeni, içine su girmesi olabilir. Suyun ani buharlaşması, o kadar hızlı gözenek oluşumuna ve basınç artışına neden olur ki, ataletleri nedeniyle emniyet valflerinin çalışacak zamanı kalmaz ve aparatın duvarları patlayabilir. Kolona su girmemesi için hammadde ve sulamanın su içermemesini sağlamak, küp ısıtıcıda, sulama buzdolaplarında boruların bütünlüğünü periyodik olarak kontrol etmek gerekir. Bir ihlal nedeniyle kolondaki basınçta bir artış da meydana gelebilir. sıcaklık rejimi düzeltme ve fazlalık süreci Bant genişliği hammaddeler için sütunlar.
Basınçta kabul edilemez bir artış olması durumunda, kolonlar, ürünün bir kısmını havşa hattına boşaltan emniyet valfleri ile donatılmıştır. Plaka sayısı 40'tan fazlaysa, PBVHP kuralı - 74'e göre, keskin direnç olasılığı dikkate alınarak, kolonun alt kısmına emniyet valflerinin takılması önerilir.
Sütunlara girerken, ürünün buhar-sıvı jeti, aparatın duvarlarının aşınmasına neden olabilecek yüksek hızlara sahiptir. Aparatın gövdesini korumak için, hammadde özel bir cihazın boşluğuna sokulur - jetin etkisini alan bir bölme ve aşındıkça değiştirilen koruyucu bir manşon ile donatılmış salyangoz.

Toluen-karbon tetraklorür

Düzeltme örneği 6

Toluen-karbon tetraklorürün ilk karışımı
Karışım tüketimi GF = 9000 t/h.
İlk karışımdaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xF = ağırlıkça %30.
Distilattaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xD = ağırlıkça %90.
KDV kalıntısındaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xW = ağırlıkça %3,5.

(703,25 Kb) indirme261 kez

Çözüm

Bu ders projesinde, mühendislik hesaplamaları sonucunda, etanol - su ikili karışımını, D çapında, H yüksekliğinde, elek plakalarının kullanıldığı, aralarındaki mesafe olan bir damıtma kolonu ile ayırmak için bir damıtma ünitesi seçilmiştir. h = 0.5 (m). Sütun normal çalışıyor.
Distilasyon kolonlarının güvenli çalışmasının ana koşullarından biri sızdırmazlığının sağlanmasıdır. Sızıntının nedenleri şunlar olabilir:
aparattaki basınçta izin verilenin ötesinde artış,
sıcaklık yükleri altında lineer boyutlardaki artış için yetersiz kompanzasyon,
gövdenin korozyonu ve erozyonu,
mekanik hasar.
Kolondaki basınçta keskin bir artışın en tehlikeli nedeni, içine su girmesi olabilir. Suyun ani buharlaşması, o kadar hızlı gözenek oluşumuna ve basınç artışına neden olur ki, ataletleri nedeniyle emniyet valflerinin çalışacak zamanı kalmaz ve aparatın duvarları patlayabilir. Kolona su girmemesi için hammadde ve sulamanın su içermemesini sağlamak, küp ısıtıcıda, sulama buzdolaplarında boruların bütünlüğünü periyodik olarak kontrol etmek gerekir. Düzeltme işleminin sıcaklık rejiminin ihlali ve hammaddeler için kolon veriminin fazla olması nedeniyle kolondaki basınçta bir artış da meydana gelebilir.
Basınçta kabul edilemez bir artış olması durumunda, kolonlar, ürünün bir kısmını havşa hattına boşaltan emniyet valfleri ile donatılmıştır. Plaka sayısı 40'tan fazlaysa, PBVHP kuralı - 74'e göre, keskin direnç olasılığı dikkate alınarak, kolonun alt kısmına emniyet valflerinin takılması önerilir.
Sütunlara girerken, ürünün buhar-sıvı jeti, aparatın duvarlarının aşınmasına neden olabilecek yüksek hızlara sahiptir. Aparatın gövdesini korumak için, hammadde özel bir cihazın boşluğuna sokulur - jetin etkisini alan bir bölme ve aşındıkça değiştirilen koruyucu bir manşon ile donatılmış salyangoz.

Karbon disülfit-karbon tetraklorür

2000 ruble'den düzeltme için bir kurs projesinin fiyatı

Düzeltme örneği 7

Karbon disülfit-karbon tetraklorürün başlangıç karışımı
Karışım tüketimi GF = 7000 t/h.
İlk karışımdaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xF = ağırlıkça %20.
Distilattaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xD = ağırlıkça %85.
KDV kalıntısındaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xW = ağırlıkça %1,4.
Basınç altında ısıtma buharı - 1 atm.

(994,3 Kb) indirme193 kez

metanol-su

2000 ruble'den düzeltme için bir kurs projesinin fiyatı

Düzeltme örneği 8

İlk karışım metanol-su kapakları
Karışım tüketimi GF = 3000 kg/h.
İlk karışımdaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xF = ağırlıkça %22.
Distilattaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xD = ağırlıkça %82.
KDV kalıntısındaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xW = ağırlıkça %0,5.
Basınç altında ısıtma buharı - 4 atm.

(315,89 Kb) indirme285 kez

Düzeltme örneği 9

İlk metanol-su karışımı
Karışım tüketimi GF = 13000 t/h.
İlk karışımdaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xF = ağırlıkça %24.
Distilattaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xD = ağırlıkça %97.
KDV kalıntısındaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xW = ağırlıkça %0,8.
Basınç altında ısıtma buharı - 4 atm.

(945,76 Kb) indirme329 kez

Düzeltme örneği 10

İlk metanol-su karışımı
Karışım tüketimi GF = 3700 kg/h.
İlk karışımdaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xF = ağırlıkça %25.
Distilattaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xD = ağırlıkça %96.
KDV kalıntısındaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xW = ağırlıkça %1.
Basınç altında ısıtma buharı - 4 atm.

(926,64 Kb) indirme215 kez

Düzeltme örneği 11

İlk metanol-su karışımı
Karışım tüketimi GF = 6500 kg/h.
İlk karışımdaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xF = ağırlıkça %27.
Distilattaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xD = ağırlıkça %98.
KDV kalıntısındaki uçucu bileşenin konsantrasyonu, xW = ağırlıkça %2.
Basınç altında ısıtma buharı - 4 atm.

(948,82 Kb) indirme241 kez

Çözüm

Bu ders projesinde, mühendislik hesaplamaları sonucunda, etanol - su ikili karışımını, D çapında, H yüksekliğinde, elek plakalarının kullanıldığı, aralarındaki mesafe olan bir damıtma kolonu ile ayırmak için bir damıtma ünitesi seçilmiştir. h = 0.5 (m). Sütun normal çalışıyor.
Distilasyon kolonlarının güvenli çalışmasının ana koşullarından biri sızdırmazlığının sağlanmasıdır. Sızıntının nedenleri şunlar olabilir:
aparattaki basınçta izin verilenin ötesinde artış,
sıcaklık yükleri altında lineer boyutlardaki artış için yetersiz kompanzasyon,
gövdenin korozyonu ve erozyonu,
mekanik hasar.
Kolondaki basınçta keskin bir artışın en tehlikeli nedeni, içine su girmesi olabilir. Suyun ani buharlaşması, o kadar hızlı gözenek oluşumuna ve basınç artışına neden olur ki, ataletleri nedeniyle emniyet valflerinin çalışacak zamanı kalmaz ve aparatın duvarları patlayabilir. Kolona su girmemesi için hammadde ve sulamanın su içermemesini sağlamak, küp ısıtıcıda, sulama buzdolaplarında boruların bütünlüğünü periyodik olarak kontrol etmek gerekir. Düzeltme işleminin sıcaklık rejiminin ihlali ve hammaddeler için kolon veriminin fazla olması nedeniyle kolondaki basınçta bir artış da meydana gelebilir.
Basınçta kabul edilemez bir artış olması durumunda, kolonlar, ürünün bir kısmını havşa hattına boşaltan emniyet valfleri ile donatılmıştır. Plaka sayısı 40'tan fazlaysa, PBVHP kuralı - 74'e göre, keskin direnç olasılığı dikkate alınarak, kolonun alt kısmına emniyet valflerinin takılması önerilir.
Sütunlara girerken, ürünün buhar-sıvı jeti, aparatın duvarlarının aşınmasına neden olabilecek yüksek hızlara sahiptir. Aparatın gövdesini korumak için, hammadde özel bir cihazın boşluğuna sokulur - jetin etkisini alan bir bölme ve aşındıkça değiştirilen koruyucu bir manşon ile donatılmış salyangoz.

Damıtma ve düzeltmenin teorik temelleri

Damıtma- Bu homojen sıvı karışımlarını uçuculuklarına göre ayırma işlemi. Uçucu sıvılara, doymuş buhar basıncı normal sıcaklıklarda sıfırdan önemli ölçüde farklı olan sıvılar denir.

Damıtma teorisi, sıvı çözeltiler ve bunların üzerinde bir buhar karışımı oluşumu hakkındaki fikirlere dayanmaktadır. Uçucu madde karışımları kaynadığında, sıvı buharlar daha uçucu bir bileşen açısından zenginleşir. Bu tür buharların kısmi yoğunlaşması ile bir buhar fazına ve bir sıvıya (balgam) ayrılırlar. Damıtma sıcaklığında, daha uçucu sıvı kaynar ve daha az uçucu sıvı kaynamadan buharlaşır. Bu tür karışımlara ayrı kaynama denir. İÇİNDE ideal çözümler bu durum herhangi bir konsantrasyonda gerçekleşir.

İdeal olmayan çözeltilerde, ikili karışımın her iki bileşeninin de aynı anda kaynadığı konsantrasyon aralıkları vardır. Bunlar sözde azeotropi alanları veya ayrı ayrı kaynamayan sıvıların alanlarıdır. Burada ikili karışımların sıvı ve buhar fazlarının konsantrasyonları aynıdır ve bu nedenle bunların damıtılması sırasında sıvı fazın konsantrasyonunu artırmak imkansızdır.

karmaşık damıtma , veyadüzeltme Bu, damıtığın çoklu damıtılmasıdır. Basit damıtma verimliliğini artırmak için kullanılır. Tepsi veya paketli kolonlarda gerçekleştirilir. Kolondan aşağı akan balgam ile yukarı doğru hareket eden buharı başarılı bir şekilde ayırmak için, etkileşimlerinin alanını ve etkinliğini artıran herhangi bir temas elemanını kullanabilirsiniz.Tepsiler genellikle büyük damıtma kolonlarında temas elemanları olarak kullanılır. Kolonda bulunan bu tür her plakaya fiziksel plaka (PT) denir.

Karmaşık damıtma kolonları.

İlk ham karışımın birkaç bileşene veya fraksiyona bölünmesi gerekiyorsa, seri olarak bağlanmış birkaç basit sütun kullanılmalıdır.

Teknoloji sistemi oldukça hantal çıkıyor ve kurulum metal yoğun. Bu nedenle, çok bileşenli bir karışımı ayırmak için karmaşık damıtma kolonlarının kullanılması tavsiye edilir. Sıyırma kolonu (sıyırma) ile birlikte çalışan tepsi tipi aparatlardır. Sıyırma bölümü, üst üste yerleştirilmiş ve ortak bir gövdede birleştirilmiş küçük çaplı sütunlardan oluşur. Sıyırma, ana kolonların yanı sıra, plakalarla donatılmıştır. Üst ve alt ürünlere ek olarak, kolonun yüksekliği boyunca bir dizi yan fraksiyon (kesim) alınır. Bu fraksiyonlar, iki kısma ayrıldıkları sıyırma kolonunun uygun bölümüne gönderilir. Üstteki ürün daha sonra bir yan geri akış olarak ana kolona döndürülür, alttaki ürün hedef yandan kesimdir. Sıyırıcıların kullanımı, damıtma kolonundan ayrılan üst ve alt ürünle birlikte hedeflenen birkaç kolon yüksekliği fraksiyonunun seçilmesine izin verir. Bu tip sütunlar, petrolden yakıt fraksiyonları elde etmek için petrol arıtmada yaygın olarak kullanılmaktadır. Tasarım, hedeflenen ürünlere göre farklılık gösterebilir.

Ana operasyon parametreleri basınç ve sıcaklıktır. Basınç, sıcaklıkla doğru orantılıdır ve basınçtaki artış kolondaki sıcaklıktaki artışla ilişkilendirilecektir. Kolon aparatlarında acil durum temel durumunu önlemek için

(Patlayıcı basınçsızlaştırma) basınç oluşumunu önlemek için kolondaki sıcaklığı korumak gereklidir. Sıcaklık rejimi normlara uygun olarak korunur teknolojik rejim, hangileri işaretlenmiştir teknolojik düzenlemeler. Gerekli sıcaklık rejiminin sağlanması, kolonun küpünün ısıtılması ve kolonun üst kısmındaki ısının uzaklaştırılmasıyla sağlanır. Karşılık gelen akışların sayısını ve sıcaklığını değiştirerek üst ve alt sıcaklığı değiştirebilirsiniz. desteklemek için gerekli sıcaklık kolonda aparat bir ısı yalıtım tabakası ile kaplanmıştır. Isı yalıtım malzemesi düşük ısı iletkenliğine sahip olmalı, ısıya dayanıklı olmalıdır. yüksek sıcaklıklarçevre ve çevresel dalgalanmalara karşı dayanıklı ve çalışma sırasında imha edilmemelidir. Muhafaza duvarının korozyon olasılığını önlemek için malzeme higroskopik olmamalıdır. Yalıtım tabakasının kalınlığı, ortamın sıcaklığına ve özelliklerine bağlı olarak hesaplanır. İzolasyon malzemesi. Onarımlar yapılırken ısı yalıtımı hasar için kontrol edildi. Bunlar, yalıtım elemanlarındaki çatlaklar, talaşlar, kırılmalar vb. olabilir. Çoğu zaman yalıtım hasarı, bağlantı parçalarının, kapakların, köşebentlerin ve platformların kurulum yerinde meydana gelir. Onarım sırasında tespit edilen kusurlar giderilmelidir. Sıcaklık ölçümleri en az dörtte bir kez yapılmalıdır. dış yüzey izolasyon. Sıcaklık izin verilen seviyenin altındaysa, yapılması gerekir. revizyon izolasyon.

Laboratuvar işi.

Düzeltme sürecini incelemek

Çalışmanın amacı:

düzeltme sürecinin incelenmesi etil alkol toplu fabrikada

teorik plaka sayısının hesaplanması,

katsayı tayini yararlı eylem Damıtma sütunu.

temel bilgiler

Rektifikasyon, ayrılan karışımın buharlaştırılmasıyla elde edilen, sıvı ve buhar arasındaki bileşenlerin karşılıklı değişimi ile sıvı homojen karışımların ayrılması işlemidir. Bu işlem, karışımı oluşturan bileşenlerin farklı uçuculuklarına, yani; aynı basınçta kaynama noktaları arasındaki farka bağlıdır.

Doğrultma işlemi, kontak tertibatlı dikey silindirik aparatlar olan kolonlarda gerçekleştirilir. Endüstride en yaygın olanı, temas cihazı olarak kapak, elek ve arıza plakalarının kullanıldığı damıtma kolonlarıdır. Damıtma kolonunda, dengede olmayan buhar ve sıvı akışları birbirine doğru geçer. Kolondaki buhar aşağıdan yukarıya, sıvı ise yukarıdan aşağı doğru akar. Temas etkileşiminin bir sonucu olarak, buhar daha uçucu (düşük kaynama noktalı) bir bileşenle, sıvı ise daha az uçucu (yüksek kaynama noktalı) bir bileşenle zenginleşir. Tepsiler üzerindeki gelişmiş faz temas yüzeyi, sıvı katmanlardan çoklu geçişi (köpürmesi) sırasında kabarcıklar ve buhar jetleri tarafından oluşturulur.

Gıda endüstrisindeki damıtma tesislerinin temel görevi, %40 ham alkolden minimum safsızlık içeriğine sahip, alkol konsantrasyonu en az %96 olan rektifiye alkol elde etmektir. Etil alkolün suda iyi çözündüğü ve farklı alkol içeriğine sahip ikili bir su-alkol karışımı oluşturduğu bilinmektedir. %100 etil alkolün kaynama noktası (T kip \u003d 760 mm Hg basınçta 73,8 ° C. Art.) damıtılmış suyun özelliklerinden önemli ölçüde farklıdır ve bu fark, yüksek konsantrasyonda alkol elde etmek için çeşitli alkol içeren malzemelerin bileşenlerinin ayrılmasında kullanılır. Alkolün molar, kütle ve hacim konsantrasyonları vardır. Geleneksel olarak, gıda ve kimya endüstrisinde, çözünmüş sıvı hacminin tüm çözeltinin hacmine oranı olarak hacimsel konsantrasyon kavramı kullanılır. Bu değer yüzde olarak ifade edilir ve %hacim olarak belirtilir. veya m'nin kesirlerinde 3 / m3 , l/l, ml/ml. Alkol (ρ = 0,790 g/ml) ve su (ρ = 1,000 g/ml) yoğunluğundaki farklılıklar ve bunların termal genleşme özellikleri nedeniyle, hacim ve ağırlık konsantrasyonları her zaman doğru şekilde birbirine dönüştürülemez.

Bir su-alkol karışımından alkol izolasyonu, karışımın konsantrasyonuna karşılık gelen bir kaynama sıcaklığında ve karışım üzerinde sabit bir buhar basıncında gerçekleştirilmelidir. 760 mm Hg basınçta. Sanat. çeşitli konsantrasyonlardaki su-alkol karışımlarının kaynama noktası, %0 alkol konsantrasyonunda 100 °C'den %100'de 78,3 °C'ye neredeyse sürekli olarak düşer. İstisna, kaynama noktasının %100 alkolün kaynama noktasından biraz daha düşük olduğu azeotrop noktasına (%94,6) yakın belirli bir konsantrasyon aralığıdır (Şekil 1). Azeotropik veya ayrılmaz şekilde kaynayan karışımlar, buharın sıvı ile dengede olduğu ve kaynayan karışımla aynı bileşime sahip olduğu karışımlardır.

Şekil 1 - Doymuş su-alkol sıcaklığının bağımlılığı

760 mm Hg basınçta buhar.

Bu tür karışımların rektifikasyon yoluyla ayrılması imkansızdır, çünkü buharların yoğuşması orijinal karışımla aynı bileşimde bir sıvı üretir ve buna "etil alkol - rektifiye" adı verilir. Kaynama noktası 78.15 °C'dir ve alkol konsantrasyonu ayarlanmıştır. Eyalet standardı RF - %96'dan %96,4'e. Bu durumda, 20 °C'de yoğunlaşan sıvının yoğunluğu 8,12 g/ml, buhar yoğunluğu ise 760 mm Hg'dir. - 1,601 g/ml, bir özısı buharlaşma - 925 J/g.

Rektifiye edilmiş alkol elde etmek için tesisler kullanılır. sürekli eylem(İncir. 2). İçlerinde damıtma kolonunun alt kısmında ham alkol ve kızgın su buharı karıştırılarak 94°C sıcaklıktaki su-alkol buharına dönüştürülür.

İlk karışım, pompa 9 tarafından filtre 11 aracılığıyla basınç tankı 4'e pompalandığı depolama tankında 3 depolanır. İlk karışım, basınç tankı 4'ten yerçekimi ile bir rotametre aracılığıyla küp 2'de bulunan bir ısıtıcıya akar ve burada taban kalıntısı tarafından ısıtılır. Isıtmadan sonraki ilk karışımın sıcaklığı, termometrenin göstergesi ile belirlenir. Damıtma kolonu 1'de, ısıtılmış başlangıç karışımı üstten sayılarak 7, 9 veya 11 plakaya girer. Kolon, segmentli 12 elek plakasına sahiptir. tahliye cihazları. Kolonun iç çapı 200 mm'dir.

Şekil 2 - devre şeması endüstriyel tesisısıtma buharı ile sürekli çalışma

1 - damıtma kolonu; 2 - küp; 3 - depolama tankı; 4 - basınç tankı; 5 - balgam giderici; 6 - distilat toplanması; 7 – damıtma kalıntısının soğutucusu; 8 - KDV kalıntısının toplanması; 9 - pompa; 10 – rotametre; 11 - filtre

Alt plakadan sıvı, içinde buharla ısıtılan bir bobin bulunan buharlaştırıcı küp 2'ye akar. Bataryadan çıkan ısıtma buharının yoğuşması, buhar kapanı vasıtasıyla kanalizasyona boşaltılır. Isıtma buharının akışı bir valf tarafından düzenlenir ve basınç bir manometre ile belirlenir. Evaporatör küpünde, sıvının bir kısmı buhara dönüştürülür ve diğeri KDV kalıntısı olarak boşaltılır. Damıtma artığı, suyla soğutulduğu buzdolabından (7) geçer ve kollektöre (8) girer. Kolektörden (8), damıtma tortusu depolama tankına (3) geri döner. Kolektörler (6, 8) ve geri akış kondansatörünün (5) halkası, kolonun atmosferik basınç altında çalışmasını sağlayan atmosfere bağlıdır. Kolonun üst plakasından, düşük kaynama noktalı bir bileşenle zenginleştirilmiş buhar, yine su ile soğutulan balgam gidericiye (5) girer. Su akışı bir rotametre ile ve giriş ve çıkıştaki sıcaklığı - termometrelerle ölçülür. Buharın tamamen yoğunlaşmasından sonra deflegmatörde oluşan sıvı iki kısma ayrılır. Biri balgam şeklinde sulama için kolona verilir, diğeri distilat şeklinde alınır, bu da toplama 6'ya girer ve daha sonra depolama tankına 3 gider. Balgam ve distilat miktarı rotametrelerle ölçülür.

Kolon, tepsilerden gelen sıvı, geri akış, distilat, durgun sıvı için örnekleyicilerin yanı sıra tepsiye giren ve köpük tabakasını terk eden buhar için örnekleyicilerle donatılmıştır. Buhar numune alma cihazları, içinde buhar numunelerinin yoğunlaştırıldığı ve kondensatın ayrı kaplarda toplandığı boru içinde tüp ısı eşanjörleri ile donatılmıştır. İkincil cihazla birlikte çalışan kolonun her plakasına sıcaklık sensörleri yerleştirilmiştir. Tepsilerdeki sıvının sıcaklığının bilinmesi, kolonun yüksekliği boyunca sıcaklık profilinin belirlenmesini mümkün kılar.

Tanım Deneysel kurulum

gerçek iş etil alkolün elektrikli ısıtıcılı (9) bir laboratuvar ünitesinde rektifiye edilmesi işleminin ve şeması Şekil 3'te gösterilen alkol içeren hammaddelerin periyodik olarak doldurulmasının incelenmesini içerir. Ünite bir buharlaştırma küpü (1), kapağına dikey olarak yerleştirilmiş bir damıtma kolonu (2) ve bir elektrikli ısıtıcıdan (9) oluşur.

Şekil 3 - Elektrikli ısıtıcılı bir laboratuvar damıtma ünitesinin şematik diyagramı ve buharlaştırma tankının su-alkol karışımı ile periyodik olarak doldurulması.

Kurulumun ana kısmı, bileşik kolon, üst (3) ve alt (2) damıtma bölümüne bölünmüştür. Üst kısmı bir yoğuşturma cihazı (4), bir soğutucu (5), bir alkol çekme regülatörü (6) ve bunları birbirine bağlayan bir boru sistemi (10) içermektedir. Düzeltme sırasında, soğutma suyu sürekli olarak "boru içinde boru" şemasına göre yapılan kondansatöre (4) ve ısı eşanjörüne (5) akar. Buharlaşma kabının üst kısmında, ortaya çıkan buharın basıncını ve kolondaki basınç düşüşünü ölçmek için manometrik bir tüp için çıkışlar vardır.

Kapaklı, süzgeçli ve daldırma tepsili endüstriyel damıtma kolonlarının aksine, ultra küçük çaplı (10-30 mm) laboratuvar kolonlarında, temas elemanı olarak en yaygın olarak paslanmaz oluklu örgü veya spiral prizmatik paslanmaz çelik yaylardan yapılmış Sulzer tipi salmastralar kullanılır. Bu tür temas elemanları üzerindeki ısı ve kütle transferi işlemi, kolonun tüm yüksekliği boyunca sürekli olarak ilerler ve bir teorik plakaya eşdeğer denge durumu, buharın yüksekliği teorik plakanın yüksekliği ile ilişkili olan belirli bir katmanı aştıktan sonra gerçekleşir.VTT veya taşıma ünitesinin yüksekliğiWEP . Bu yükseklik genellikle milimetre olarak tahmin edilir, bu da belirli bir memenin etkinliğinin şu şekilde değerlendirilmesini kolaylaştırır:WEP . yani iç çap sütun 30 mm WEP spiral prizmatik salmastra 15-30 ve bizim durumumuzda kullanılan "Sulzer" salmastra için 20-25 mm'dir. Bununla birlikte, zaten 40 mm'lik bir kolon çapı ile verimlilikleri aslında aynıdır veWEP 25-30 mm'dir. Dolayısı ile dolgulu kolonlarda transfer ünitesinin yüksekliği kuvvetle kolon çapına bağlıdır ve artmasıyla birlikte hızla artar. Bu nedenle, bir umut verici yönler enerji verimliliği endüstriyel ekipman minyatürleştirilmesi ve kullanımıdır. Büyük bir sayı temas elemanları.

Güvenlik gereksinimleri

tamamlanacak laboratuvar işiöğrencilerin yalnızca işgücü koruma talimatını geçtikten sonra izin verilir ve yangın Güvenliği laboratuvarda ve işyerinde.

Onlara göre, kuruluma başlamadan önce, damıtma kolonunun, buharlaşma tankının, boru hatlarının hizmet verebilirliğini kontrol etmek için yapısını ve dış muayenesini öğrenmeniz gerekir. stop vanaları, elektrikli ev aletleri; topraklamanın mevcudiyeti, servis kolaylığı koruyucu kapatma, elektrik ve ısı yalıtımı.

Kurulumun başlatılması, bir eğitim ustasının huzurunda ve onun doğrudan gözetimi altında gerçekleştirilmelidir.

Damıtma sütununun taşmasını ve sıcak balgamın acil olarak salınmasını önlemek için, laboratuvar çalışmasını yürütme prosedürüne yönelik önerileri kesinlikle uygulayın.

Ünite üzerinde çalışırken, dikkatli ve doğru davranın. Çalışma sırasında, bazı elemanlarının ve cihazlarının yaklaşık 100 ° C sıcaklığa sahip olduğunu unutmayın. Hakkında.

İş emri

Laboratuvar kurulumunun şemasını ve aletlerin yerini öğrenin. Açıklamasını yapın ve test sonuçlarını kaydetmek için tablolar hazırlayın.

Buharlaşma tankının 3/4'ünü, konsantrasyonu %45'ten fazla olmayan ham alkolle doldurun.

Distilat ekstraksiyonunu, ekstraksiyon regülatörü ile tamamen kapatın.

Boru sisteminin doğru montajını ve sıkılığını kontrol edin.

Soğutma suyu girişini ve çıkışını su besleme şebekesine bağlayın ve soğutma sıvısı karşı akış modunda çalışmak için yoğuşma çıkış ısı eşanjörü ile kondenserin kendisinin seri bağlandığından emin olun.

* Üniteyi çalışmaya hazırlamanın toplam süresi, çalışma becerisine, buharlaşma tankını yeniden doldurma, temizleme ihtiyacına, su şebekesine bağlantı süresine vb. bağlı olarak 5 ila 20 dakika sürer.

Standı 220 V ağa bağlayın ve ana gücü açın.

Otomatik standı şuraya bağlayın:USBbilgisayarın konektörünü açın ve programı çalıştırın Başlat → Programlar →MeasLAB→ "Düzeltme" (Şekil 5). ile çalışmaya ilişkin daha ayrıntılı bir giriş için yazılım, Yazılım Kılavuzu açıklamasını açın.

1 kW modunu başlatmak için VK 1 ısıtıcı çalıştırma anahtarını açın.

Ölçüm cihazlarının okumalarının stabilizasyonundan sonra, işlem parametrelerinin otomatik ölçümü için bilgisayar sistemini (Şekil 5) başlatın ve buharlaşma tankının ısıtmasını açın ve cihazların okumalarına göre sıvı ve buhar-gaz ortamının sıcaklığındaki değişiklikleri izleyin.

Şekil 5 - Dış görünüş programlar "Düzeltme"

Buharlaştırma tankında oluşan buharın damıtma kolonuna ve kondansatöre sıralı akışını kontrol edin; buhar yoğunlaşması ve distilat oluşumu başlar. Çözeltinin kaynama noktasını, buharlaşma tankındaki gaz-buhar ortamının sıcaklığını ve basıncını kaydedin, toplam miktar sıvıyı ısıtmak için harcanan enerji, tesisatın tasarımı ve ısı kaybı çevre ve elde edilen verileri tablo 1'e girin.

Distilat geri çekme regülatörünü tamamen açın ve 20 saniyede alkol alıcısına giren damla sayısını sayın.

Distilat seçim regülatörünü aynı zamanda damla sayısında 5 kat azalmaya ayarlayarak geri akış oranını en az 4'e ayarlayın.

Alt sıvının düşük kaynama noktalı bileşenlerinden oluşan kolonun üst kısmında buhar ve balgam biriktiğinde, manuel olarak kontrol edilen bir damıtma ürünü geri çekme kontrol cihazı kullanılarak, bu maddelerin alıcı tanka yavaş ve tutarlı bir şekilde çekilmesi organize edilir, ardından kondansatöre giren buharların sıcaklığının bilgisayar kayıtları tarafından tanımlanması ve fiili dikkate alınması atmosferik basınç.

Düşük kaynama noktalı bileşenlerin salınmasından sonra, en az 3 geri akış oranında gerçekleştirilen etil alkolün kendisinin rektifiye edilmesi ve alıcı kabın yenisiyle değiştirilmesi için en uzun çalışma süresi başlar. Aynı zamanda, kolondaki basınç düşüşü kaydında karakteristik titreşimlerin ortaya çıkması ve tesisatın çalışması sırasında "gürleme" seslerinin ortaya çıkması ile başlangıcı belirlenebilen kolonun taşmasını önlemek önemlidir. Seçimin sona ermesinden 5-15 dakika sonra kolonun üst kısmındaki buharların sıcaklığı düşmediyse damıtma ürünü seçimi doğru bir şekilde ayarlanmıştır.

Ana ürünü teslim alma aşamasında ölçü geleneksel yollar taşınabilir bir termometre, ölçülen bir kap ve bir bilgisayar kronometresi kullanarak ve yavaşça değişen düzeltme parametrelerinin değerlerini tabloya girin:

ısı eşanjörünü ve balgam gidericiyi soğutan suyun akış hızı;

ısı eşanjörüne giren suyun sıcaklığı;

ısı eşanjörünün çıkışındaki su sıcaklığı;

balgam gidericiye giren suyun sıcaklığı;

hava gidericinin çıkışındaki su sıcaklığı.

Buharlarının sıcaklığı 0,1 oranında 78,3 °C'yi aştığında yenilebilir alkol seçimini tamamlayın.

Besleme stoğunda bulunan safsızlıkların kuyruk fraksiyonlarının bir seçimini yapın. Bu, sütun ayarının değiştirilmesini içermez, yalnızca alıcı teknenin değiştirilmesini içerir. Kuyruk fraksiyonlarının seçimi, kondansatördeki buhar sıcaklığı yaklaşık 82-85 °C'ye ulaştığında tamamlanır.

İşi bitirdikten sonra, buharlaşma tankının ısıtıcısını kapatın (VK1 düğmesi). Sütun soğuduktan sonra, kondenser ve ısı eşanjörüne giden su beslemesini durdurun. Ölçüm sistemini ve dijitali kapatın ölçüm aletleri Açık ön panel kurulum.

Üniteyi şebekeden ayırın.

Damıtma kalıntısını boşalttıktan ve buharlaşma tankını temizledikten sonra, üniteyi orijinal durumuna geri getirin.

Alınan verileri işleyin ve sonuçlarını tablo 1'e girin.

Damıtma sütununun teorik plakalarının sayısını belirleyin ve 3 çarlığın toplam yüksekliğini elde edilen sonuçla karşılaştırın.

Kontrol sorularını yanıtlayın ve yapılan çalışma hakkında bağımsız sonuçlar çıkarın.

Yavaş değişen proses parametreleri

Isı eşanjörünü ve hava gidericiyi soğutan su akış hızı ___ l / s

Isı eşanjörüne giren suyun sıcaklığı ___ 0 İLE

Isı eşanjörünün çıkışındaki su sıcaklığı ___ 0 İLE

Balgam gidericiye giren suyun sıcaklığı ___ 0 İLE

Balgam gidericinin çıkışındaki su sıcaklığı ___ 0 İLE

Tablo 1. Ölçüm ve hesaplama sonuçları.

Parametrelerin adı ve ölçüm birimleri

İzlenen parametrelerin güncel değerleri

Ortalama değer

1. Hammaddeyi kaynama noktasına kadar ısıtmak

Sıvı kaynamaya başlayana kadar ısıtma süresi, min

Isıtma sonrası ilk karışım sıcaklığı, 0 С,

Kondenserdeki buhar ve geri akış sıcaklığı, kPa

2. İlk düzeltme dönemi. Kafa kesirlerinin seçimi

Kolon girişinde buhar-gaz karışım basıncı, kPa

Elektrik enerjisiısıtıcı tarafından yayılan, karşı impulsların sayısı

3. Etil alkolün düzeltilmesinin ana dönemi

Düşük kaynama noktalı fraksiyonların buharlaşma süresi, min

Sıvı kaynama noktası, °С

Sütundaki buhar ve geri akış sıcaklığı, kPa

Kondenserdeki buhar sıcaklığı, kPa

Kolon girişinde buhar-gaz karışım basıncı, kPa

Hidrostatik yoğunluk ölçerde damıtma kolonu basıncı, kPa

Alınan distilat tüketimi, 20 saniyedeki damla sayısı

Isıtıcı tarafından salınan elektrik enerjisi, karşı impulsların sayısı

4. Düzeltmenin son dönemi. Atık örneklemesi

Düşük kaynama noktalı fraksiyonların buharlaşma süresi, min

Sıvı kaynama noktası, °С

Sütundaki buhar ve geri akış sıcaklığı, kPa

Kondenserdeki buhar sıcaklığı, kPa

Kolon girişinde buhar-gaz karışım basıncı, kPa

Hidrostatik yoğunluk ölçerde damıtma kolonu basıncı, kPa

Alınan distilat tüketimi, 20 saniyedeki damla sayısı

Isıtıcı tarafından salınan elektrik enerjisi, karşı impulsların sayısı

Damıtma kalıntı konsantrasyonu Х w , %

Distilat konsantrasyonu Х w , %

Deneysel verilerin işlenmesi

Damıtmanın ana aşamasının parametrelerinin hacme göre ortalama değerleri için, ilk karışımdaki molar alkol konsantrasyonları hesaplanır X F ve X'i damıtmak P . Orijinal karışımın maliyetlerini yeniden hesaplayınFve P'yi mol olarak damıtın. Kolonun malzeme dengesi denklemlerinden, KDV kalıntısının debisi ve konsantrasyonu denklemlere göre bulunur.

W= F – P, X w =(FX F – PX P )/ W,

Nerede F, P, W- başlangıç karışımı, distilat, KDV kalıntısı, kmol/s tüketimi;

X F . X P . X w -ilk karışımın bileşimleri, distilat, KDV kalıntısı diyorlar. hisseler.

Reflü sayısını belirleyinR- geri akış tüketiminin distilat tüketimine oranı ve buhar miktarının hesaplanmasıGsütuna çıkıyor. Büyüklüğü bilmekGve sütun çapı (D de = 20 mm), w kolonunun serbest bölümündeki buhar hızını belirleyiniz. Sütundaki buhar hızı, denklemden buhar miktarı belirlenerek de hesaplanabilir. ısı dengesi balgam giderici (bu hesaplama bir test olarak kullanılabilir).

Referans verilerine göre milimetrik kağıt üzerine bir denge eğrisi oluşturulur.y= F(X) Açık diyagram y-x(Şekil 5) ve X başlangıç karışımının konsantrasyonlarının değerlerini apsis ekseni üzerinde işaretleyin

Fbaşlangıç karışımının akış hızının damıtığın akış hızına oranıdır.

Segmenti hesapla , kolonun üst kısmının çalışma çizgisini y ekseninde keser (Şekil 6). A noktasından (x p = yp ) ve ortaya çıkan parça, sütunun üst kısmında bir çalışma çizgisi çizer. D noktasından (x w= y w ) ve C noktası, sütunun alt kısmının çalışma çizgisini çizer. Denge ve çalışma çizgileri arasında değişen konsantrasyon basamakları inşa edilir (Şekil 6). Her aşama bir teorik plakaya karşılık gelir. Teorik adımların sayısını belirledikten sonraN T ve sütundaki gerçek plakaların sayısını bilmekNdenklemine göre levha veriminin ortalama değerini bulunuz.

Plaka veriminin değeri hidrodinamik koşullara bağlıdır ve fiziksel ve kimyasal özellikler buhar ve sıvılar.

Kolonun "kendi kendine" çalışması sırasında damıtma ürünü alınmaz, yani. balgam sayısı sonsuzdur . Bu durumda kolonun çalışma çizgisi köşegen ile çakışmaktadır.

Kontrol soruları

Hangi maddelerin ayrılması işlemine rektifikasyon denir? kullanılan farklar nelerdir fiziki ozellikleri paylaşılan maddeler?

Hangi karışımlara azeotropik veya ayrılmaz kaynama karışımları denir? Düzeltme ile neden ayrılamazlar?

Standart, rektifiye alkolün konsantrasyonunu neden % olarak ayarlıyor? Bu ürün için ek gereksinimler nelerdir?

Damıtma sütunu nasıl düzenlenir? Kolonda hareket eden fazların temas etkileşimini arttırmak için eleman olarak hangi cihazlar kullanılır?

Damıtma sütununun taşmasına ne sebep olur? Nasıl tespit edilir ve önlenir?

Geri akış oranı sıfır olduğunda bir damıtma sütunu nasıl çalışır? Ortaya çıkan etil alkolün saflaştırma derecesi ve konsantrasyonu nasıl değişir?

Alkol içeren hammaddelerin içerdiği maddelerden hangileri hafif veya düşük kaynamalıdır: aldehitler, asetonlar, ağır alkoller, metil alkol, füzel yağları? Hangileri rektifiye alkolün salınmasından hemen sonra damıtılır?

Buharının sıcaklığı 78,3 °C'nin altına değil de 0,1 üstüne ulaştığında gıda alkolünün seçimi neden tamamlanır?

Edebiyat

Bogdanov Yu.P., Zotov V.N., Koloskov S.P. vb. Alkol üretimine ilişkin referans kitabı. Ekipman, mekanizasyon ve otomasyon araçları. - M: Hafif ve Gıda endüstrisi, 1983, 343 s.

Devyatykh G.G., Elliev Yu.E. teoriye giriş derin temizlik maddeler. - M. Nauka, 1981. - 320'ler.

Distilasyon kolonlarının güvenli bir şekilde çalışmasının temel şartı sızdırmazlığının sağlanmasıdır. Kolonların sızdırmazlığının bozulmasının nedeni yukarıdaki aparattaki basınç artışı olabilir. izin verilen normlar, gövdenin korozyonu ve erozyonu, çeşitli mekanik hasarlar. Kolon, ayrıştırılacak bir karışımla aşırı yüklendiğinde, kolonun tabanındaki sıcaklık yükseldiğinde veya kolondaki deliklerde basınçta bir artış meydana gelebilir. anahtarlama cihazları.[ ...]

Kolondaki basıncın artmasını önlemek için, ayrılan karışımın miktarını ve bileşimini, aparatın yüksekliği boyunca sıcaklığı dikkatlice kontrol edin. Aynı zamanda, kolonun üst kısmının sıcaklığı, sulama akışını değiştiren bir regülatör tarafından korunur. Ürün akışında bir artışla kolonun "taşmasını" önlemek için, kapak tepsilerinin kesinlikle yatay olarak monte edildiğinden ve tepsilerdeki taşma cihazlarının sayısı ve çapının aparatın kapasitesine karşılık gelmesinden emin olunması gerekir. Kolona gaz kaçma olasılığını ortadan kaldırmak için alt plaka nozulu, kolonun alt kısmındaki sıvı seviyesinin altına indirilir.[ ...]

Elek tepsilerinin kullanımı, işleme sırasında oluşan reçineler gibi tortular tarafından kolayca tıkandıkları için özel dikkat gerektirir.[ ...]

Aşırı basınç artışı durumunda kolonlar koruyucu oto blokaj sistemi ile donatılmıştır, çek valfler ham madde ve reaktiflerin tedariki için hat üzerinde ve fazla buharı havşaya boşaltan emniyet valfleri. Aynı zamanda emniyet vanalarından gelen branşman hatlarına da alev tutucular takılır.[ ...]

Su girdiğinde kolondaki basınçta keskin bir artış çok tehlikelidir. Kolonda kaynayan su, basıncın o kadar hızlı yükselmesine neden olur ki, emniyet valflerinin çalışmasına zaman kalmaz ve aparat patlayabilir. Suyun damıtma kolonuna girmesini önlemek için şunlar gereklidir: ham maddelerin ve sulamanın su içermemesini sağlamak; Küp kolona canlı su buharı sağlamadan önce, yoğuşmanın besleme buhar hattından tamamen çıkarılması zorunludur; kolon küp ısıtıcı borularında ve sulama soğutucularında çatlak ve hasar olup olmadığını periyodik olarak kontrol edin.[ ...]

Vakum altında çalışan kolonların sızdırmazlığının ihlali büyük bir tehlikedir. Bu durumda kolona hava emilir ve doğrudan aparatın kendisinde patlayıcı bir karışım oluşur. Vakum kolonlarının sızdırmazlığı konusunda daha yüksek gereksinimler uygulanır, özellikle kullanılırlar. flanş bağlantıları"diken - oluk" tipi, egzoz buharlarının oksijen içeriği için analizi yapılır, inert gazlar (nitrojen) yardımıyla vakum söndürülür.[ ...]

Vakum kolonlarının çalışma güvenliği, büyük ölçüde, hava ile emilen petrol ürünleri buharlarının yoğuşmasının eksiksizliği ile belirlenir. Petrol ürünleri buharlarının yoğuşması genellikle bir barometrik kondansatörde meydana gelir. Eksik yoğuşma ile, ürünlerin bir kısmı ejeksiyon cihazları yoluyla kanalizasyona girer ve kuru mekanik vakum pompaları kullanıldığında atmosfere salınarak onu kirletir. Bu nedenle vakum pompalarının emisyonları ile barometrik kondenserlerden kanalizasyona boşaltılan sular ön arıtmaya tabi tutulur.[ ...]

Suyun barometrik kondansatörün barometrik borusundan serbest akışı için yüksekliği en az 10,5-11 m olmalıdır, ardından borudaki suyun ağırlığı atmosfer basıncının kuvvetini tamamen dengeler ve su, hidrolik conta ile donatılmış bir kuyuya serbestçe akar. Genellikle 0,6-0,8 m yüksekliğe sahip bir hidrolik conta, barometrik tüp yoluyla kolona hava emilmesi riskini ortadan kaldırır. Barometrik kondansatöre su girişi, kanalizasyondan kuyuya boşaltılan suyun sıcaklığı 30-35 ° C'yi geçmeyecek ve petrol ürünleri içermeyecek şekilde düzenlenir. Su tüketiminin artmasıyla kuyuya girmeye vakti kalmaz, seviyesi yükselir ve su dolar. Alt kısmı kondansatör, çalışmasını bozar. Ayrıca su, baş borusundan damıtma kolonunun üst plakalarına girerek rejimini bozabilir.[ ...]

Ürün kolona girdiğinde duvarlarında aşınma meydana gelir. Bu nedenle, ürün giriş yerine, yok edildikçe değiştirilebilen, akışı bir spiral şeklinde kolonun merkezine yönlendiren koruyucu bir “salyangoz” kurulur.[ ...]

damıtma sütunları Nispeten küçük bir destek yüzeyine düşen önemli bir ağırlığa sahiptirler, bu nedenle sertleştiricilerle donatılmış ve temele bağlı masif dairesel destekler üzerine monte edilirler. ankraj cıvataları. İçin onarım işi kolonun içinde en az 0,45 m çapında rögar kapakları bulunur Çalışma kolaylığı için her 4-5 plaka için bir kapak düzenlenir. Rögar kapaklarının açılmasını kolaylaştırmak ve yüksekten düşmesini engellemek için rögar kapakları menteşeler (menteşeler) üzerine dizilmiştir.[ ...]

benzer bölümler diğer belgelerde: