Какво представлява дестилацията, където се прилага, описание на процеса

Какво е това? Дестилацията? Това е

Приложение и история

Дестилацията се използва за разделяне на течности от нелетливи твърди вещества като по време на дестилацията на алкохол от ферментирали материали, или да се разделят на две или повече течности с различна точка на кипене като в производството на бензин, керосин и смазочни масла от суров нефт. Други промишлени приложения включват преработка на химически продукти като формалдехид и фенол, обезсоляване на морска вода.

Процесът на дестилация вероятно е бил използван от древните експериментатори. Аристотел (384-322 г.пр.н.е.) спомена, че чиста вода може да се получи чрез изпаряване на морето. Плиний Старин (23-79 г.) описва примитивен кондензационен метод, при който маслото, получено чрез нагряване на колофон, се събира върху вълната, поставена в горната част на дестилационния куб.

Проста дестилация

Повечето от дестилационните методи, използвани в промишлеността и лабораторните изследвания, са варианти на проста дестилация. Тази основна технология използва куб или реторт, в който се нагрява течността, кондензатор за охлаждане на пара и контейнер за събиране на дестилата. Когато сместа от вещества се нагрява, най-нестабилната от тях или тази, чиято точка на кипене е минимална и след това други се дестилират или не се дестилират напълно. Такава проста апаратура е напълно подходяща за пречистване на течност, съдържаща нелетливи компоненти, и е достатъчно ефективна за отделяне на вещества с различни точки на кипене. За лабораторна употреба части от апаратурата обикновено са изработени от стъкло и са свързани чрез гнезда, гумени маркучи или стъклени тръби. В промишлен мащаб оборудването е направено от метал или керамика.

Фракционна дестилация

Методът, наречен фракционна или диференциална дестилация, е разработен за рафиниране, тъй като простото дестилиране за отделяне на течности, чиято точка на кипене се различава малко, е неефективна. В този случай парите се кондензират многократно и се изпаряват в изолиран вертикален съд. Специална роля играят млекопроизводителите, фракционните колони и кондензатори, които позволяват връщането на част от кондензата обратно към куба. Целта е да се постигне тесен контакт между нарастващите различни фази на сместа, така че само най-летливите фракции под формата на пара да достигат до приемника, а останалата част се връща като течност към куба. Пречистването на летливи компоненти в резултат на контакт между такива противопотоци се нарича ректификация или обогатяване.

Многократна дестилация

Този метод се нарича още многостепенно изпарение със светкавица. Това е друг вид проста дестилация. С негова помощ, например, водата се дестилира в големи търговски инсталации за обезсоляване. Превръщането на течността в пара не изисква нагряване. Той просто идва от контейнер с високо атмосферно налягане в контейнер с по-ниска. Това води до бързо изпаряване, придружено от кондензация на пара в течността.

Вакуумна дестилация

В една от версиите на процеса с намалено налягане се използва вакуумна помпа за създаване на вакуум. Този метод, наречен "вакуумна дестилация", понякога се използва при работа с вещества, които обикновено варят при високи температури или се разлагат при кипене при нормални условия.

Вакуумните помпи създават налягане в колоната, което е много по-ниско от атмосферното налягане. В допълнение към тях се използват вакуумни регулатори. Внимателното наблюдение на параметрите е много важно, тъй като ефективността на разделянето зависи от разликата в относителната летливост при дадена температура и налягане. Промяната на този параметър може да повлияе неблагоприятно на хода на процеса.

Какво е дестилацията във вакуум е добре известно в петролните рафинерии. Конвенционалните методи за дестилация отделят леки въглеводороди и примеси от тежки въглеводороди. Остатъчният продукт се подлага на вакуумна дестилация. Това позволява на висококипящите въглеводороди, като масла и восъци, да се отделят при ниски температури. Методът се използва и за разделяне на чувствителни на топлина органични химични съединения и за намаляване органични разтворители.

Какво представлява парната дестилация?

Дестилацията на пара е алтернативен метод на дестилация при температури, по-ниски от нормалните точка на кипене. Използва се, когато дестилираното вещество не се смесва и не реагира химически с вода. Примери за такива материали са мастни киселини и соево масло. По време на дестилацията парата се подава към течността, която я загрява и предизвиква изпаряване.

Дестилация в опаковъчната колона

Въпреки че най-често се използват за абсорбиране опаковани колони, те се използват и за дестилиране на смеси пара-течност. Този дизайн осигурява голяма площ от контактната повърхност, което увеличава ефективността на системата. Друго име за този дизайн е коригиращата колона.

Принципът на действие е както следва. Суровата смес от компоненти с различна летливост се подава в центъра на колоната. Течността протича през дюзата и парата се движи нагоре. Сместа в дъното на резервоара влиза в нагревателя и го оставя заедно с пара. Газът се изсипва през дюзата, събира най-летливите компоненти на течността, излиза от колоната и влиза в кондензатора. След втечняването продуктът навлиза в сбор от рефлукс, където се разделя на дестилат и фракция, използвана за напояване.

Друга концентрация води до факта, че по-малко летливи компоненти преминават от парната фаза към течната фаза. Дюзата увеличава продължителността и площта на контакт, което повишава ефективността на разделянето. На изхода парата съдържа максималното количество летливи компоненти, докато в течността тяхната концентрация е минимална.

Дюзите се пълнят насипно и опаковат. Формата на пълнежа може да бъде случайна или геометрично структурирана. Тя е направена от инертен материал, като глина, порцелан, пластмаса, керамика, метал или графит. Пълнежът обикновено има размери от 3 до 75 мм и има голяма повърхностна площ в контакт с парите-течна смес. Предимството на пълненето на насипно състояние е голям капацитет на потока, устойчивост на високи налягания и ниска цена.

Металните пълнители имат висока якост и добра овлажняваемост. Керамиката има дори по-висока омокряемост, но те не са толкова силни. Пластмасата е достатъчно здрава, но слабо намокрена при ниски скорости на потока. Тъй като керамичните пълнители са устойчиви на корозия, те се използват при повишени температури, които пластмасата не може да издържи.

Пакетните дюзи са структурирана мрежа, чиито размери съответстват на диаметъра на колоната. Осигурете наличието на дълги канали за течности и пари. Те са по-скъпи, но могат да намалят падането на налягането. Прилагането на партиди се предпочита при ниски скорости на потока и при условия на ниско налягане. Те обикновено са изработени от дърво, ламарина или тъкани мрежи.

Те се използват за възстановяване на разтворители и в нефтохимическата промишленост.

Дестилация в дестилационната колона

Най-широко използваните колони са тип плочи. Броят на плочите зависи от желаната чистота и сложността на разделянето. То влияе върху височината на дестилационната колона.

Принципът на работата му е следният. Сместа се подава в средата на височината на колоната. Разликата в концентрацията води до факта, че по-малко летливите компоненти преминават от потока на пари в течния поток. Газът, напускащ кондензатора, съдържа най-летливите вещества, докато по-малко изпарените газове излизат през нагревателя в течния поток.

Геометрията на плочите в колоната влияе върху степента и вида на контакт между различните фазови състояния на сместа. Структурно, те се извършват сито, вентил, балон-капачка, сито и каскадно тона. Г. перфорирани плочи, които имат отвори, за пара, се използват за осигуряване на висока производителност при ниска цена. Евтини тави клапан, в който отворите са предвидени с отваряне и затваряне на клапана, са податливи на запушване поради натрупването на материал върху тях. Капаните са оборудвани с капачки, които позволяват на парите да преминават през течността през малките дупки. Това е най-модерната и скъпа технология, ефективна при ниски скорости на потока. Течността тече от една плоча до друга по вертикалните тръби за дренаж.

Belleville колоните често се използват за възстановяване на разтворители от отпадъците от процеса. Те също се използват за възстановяване на метанола по време на сушенето. Тъй като течен продукт излиза вода, летливите органични отпадъци преминават в парната фаза. Това е дестилацията в дестилационната колона.

Криогенна дестилация

Криогенната дестилация се състои в прилагането на общи методи за дестилация на газове, охладени до течно състояние. Системата работи при температури под -150 ° С. За тази цел се използват топлообменници и серпентини. Цялата структура се нарича криогенен блок. Втечнени газове те влизат в блока и се дестилират при много ниски температури. Колони на криогенна дестилация могат да бъдат опаковани и опаковани. Дизайнът на партидите е по-предпочитан, тъй като насипният материал е по-малко ефикасен при ниски температури.

Едно от основните приложения на криогенната дестилация е отделянето на въздуха в съставните му газове.

Екстрактираща дестилация

При екстракционната ректификация се използват допълнителни съединения, които действат като разтворител за промяна на относителната летливост на един от компонентите на сместа. Към екстракционната колона се добавят разтворители към веществата, които трябва да се разделят. Компонентът на захранващия поток, който трябва да се възстанови, се комбинира с разтворителя и излиза в течната фаза. Другият компонент се изпарява и отива до дестилата. Втората дестилация в другата колона позволява веществото да бъде отделено от разтворителя, което след това се връща в предишната стъпка, за да повтори цикъла.

Екстрактиращата ректификация се използва за отделяне на съединения със сходни точки на кипене и азеотропни смеси. Екстрактивната ректификация не е толкова широко разпространена в индустрията, колкото конвенционалната дестилация, поради сложността на дизайна. Пример за това е процесът за получаване на целулоза. Органичният разтворител отделя целулозата от лигнина и вторият дестилационен добив чисто вещество.