Destillationskolonne

Destillationssøjle ( syn. destillationssøjleapparat ) er en anordning, der bruges i processerne til destillation , ekstraktiv destillation , ekstraktion af væsker , varmeveksling mellem damp og væske og i andre processer [1] . Det samme driftsprincip for en destillationskolonne bruges både i relativt simple laboratorieinstrumenter og i komplekse industrianlæg inden for olieraffinering , petrokemisk, kemisk , gas , brygningog andre industrier. Industrielle destillationskolonner kan være op til 16 meter i diameter og 90 meter eller mere i højden.

Industrielle applikationer

Retificering har siden begyndelsen af ​​det 19. århundrede været kendt som en af ​​de vigtigste teknologiske processer, hovedsageligt i alkohol- og olieindustrien . I øjeblikket bruges rektifikation over hele verden inden for forskellige områder af kemisk teknologi, hvor isolering af komponenter i ren form er meget vigtig (ved produktion af organisk syntese , isotoper , polymerer , halvledere og forskellige andre højrente stoffer). Rectifikation er en proces med gentagen fordampning og kondensation , hvor den oprindelige blanding adskilles i 2 eller flere komponenter, og dampfasen mættes med en meget flygtig (lavtkogende) komponent(er) og den flydende del af blandingen er mættet med en meget flygtig (højtkogende) komponent(er).

Sådan virker det

Fødeblandingen, opvarmet til fødetemperaturen t f i damp-, damp-væske- eller væskefasen, kommer ind i kolonnen som føde (Gf ) . Den zone, hvori strøm tilføres, kaldes fordampning (fra latin  evaporatio - fordampning), da der er en fordampningsproces  - en enkelt adskillelse af damp fra væske.

Dampen stiger til toppen af ​​kolonnen, afkøles, kondenserer i en kondensator og føres tilbage til kolonnens topplade som tilbagesvaling ( reflux ). I den øverste del af søjlen (forstærkning) bevæger dampe sig således i modstrøm (fra bund til top), og væske strømmer ned (fra top til bund). Flyder ned ad pladerne, væsken beriges med højtkogende komponenter, og dampen stiger til toppen af ​​kolonnen, beriget med lavtkogende komponenter. Således er overheadproduktet beriget med den lavtkogende komponent. Produktet, der udtages fra toppen af ​​kolonnen, kaldes destillatet. Den del af destillatet, der kondenseres i kondensatoren og returneres tilbage til kolonnen, kaldes tilbagesvaling eller tilbagesvaling. Forholdet mellem mængden af ​​tilbagesvaling, der returneres til kolonnen, og mængden af ​​udtaget destillat kaldes slimtal .

For at skabe en stigende dampstrøm i den nederste (nederste, stripping) del af destillationskolonnen, sendes en del af bundvæsken til en varmeveksler, de resulterende dampe føres tilbage under kolonnens bundplade.

Bundvæsken, der strømmer ned ad pladerne, er beriget med en højtkogende komponent, og dampene beriges med en lavtkogende komponent [2] .

Hvis det overclockede produkt består af to komponenter, er slutprodukterne destillatet , der forlader toppen af ​​kolonnen og bunden (den mindre flygtige komponent i flydende form strømmer fra bunden af ​​kolonnen). Situationen bliver mere kompliceret, hvis det er nødvendigt at adskille en blanding bestående af et stort antal fraktioner. I dette tilfælde bruges enheder, der ligner dem, der er vist på billedet.

Sorter

Destillationsanlæg i henhold til driftsprincippet er opdelt i periodiske og kontinuerlige. I kontinuerlige enheder kommer den rå blanding, der skal separeres, ind i kolonnen, og separationsprodukterne fjernes kontinuerligt fra den. I batch-enheder fyldes blandingen, der skal adskilles, i terningen ad gangen, og rektifikation udføres, indtil der opnås produkter med en given endelig sammensætning.

Konstruktioner

Industrielle destillationskolonner kan nå 80 meter i højden og over 6,0 meter i diameter.

I destillationskolonner bruges plader som kontaktanordninger, som gav navnet til udtrykket, og dyser. Pakningen, der fylder søjlen, kan være metal, keramik, glas og andre elementer i forskellige former (for eksempel Raschig-ringe ). Masseoverførsel udføres på den udviklede overflade af disse elementer. Med en stigning i den specifikke overflade af pakningen øges effektiviteten af ​​adskillelse i kolonnen, men samtidig øges kolonnens hydrauliske modstand, og dens produktivitet falder.

Ifølge en række normale diametre fremstilles søjleapparater med følgende kropsdiametre (m):

• 0,4; 0,6; 0,8
• en; 1,2; 1,4; 1,6; 1.8
• 2,0; 2,2; 2,4; 2,6; 2.8
• 3,0; 3,2; 3,4; 3,6; 3.8
• 4,0; 4.5
• 5,0; 5.5
• 6,0; 6.4
• 7,0
• 8,0

Hovedkomponenter i destillationskolonner

Destillationskolonner består af flere komponenter, som hver især bruges til enten at overføre termisk energi eller til at forbedre materialeoverførslen.

• lodret skal, hvor adskillelsen af ​​flydende komponenter udføres;
• kolonneinternal såsom bakker/bakker og/eller pakninger, der bruges til at forbedre komponentadskillelse;
• en reboiler til at tilvejebringe den nødvendige fordampning til destillationsprocessen;
• en deflegmator til afkøling og kondensering af dampen, der forlader toppen af ​​kolonnen;
• en tilbagesvalingstromle for at tilbageholde kondenseret damp fra toppen af ​​kolonnen, så væsken ( slim ) kan recirkuleres tilbage i kolonnen [3] .

Noter

1. ↑ GOST R 53684-2009. Kolonne enheder. Tekniske krav
2. ↑ Alexandrov I. A. Opretnings- og absorptionsapparater. - 2. udg. revideret .. - Moskva: Kemi, 1971. - 296 s.
3. ↑ Destillationskolonne - Grundlæggende destillationsudstyr og betjening . www.wermac.org . Dato for adgang: 19. september 2022. (ubestemt)

GOST ikke gyldig siden 2014