Distilyatsiyali rafinatsiya

DISTILYATSIYALI RAFINATSIYA
Reja

1. 
   Distilyatsiya haqida tushuncha
   
2. 
   Distilyatsiyali rafinatsiyada kechadigan jarayonlar
   

Distillash (lotincha distillatio - tomizish) - distillash, suyuq aralashmalarni tarkibi jihatidan farq qiluvchi fraksiyalarga ajratish. Jarayon aralashmaning tarkibiy qismlarining qaynash nuqtalaridagi farqga asoslanadi .

Distillash jarayoni qadimgi Xitoy va Rimda miloddan avvalgi II ming yillikda ma'lum bo'lgan va asosan aromatik o'simliklardan aromatik moddalarni olish uchun ishlatilgan. Misrliklar sharob distillash sirlarini tushunib, distillash apparatini ( alambik ) ixtiro qildilar, keyinchalik u boshqa xalqlar orasida keng tarqaldi.
Distillash usuli va uni dorivor maqsadlarda qo'llash tavsifi fors olimi Avitsenna (930-1037) asarlarida keltirilgan.
Qadimgi Rusda "non vinosi" aroq ishlab chiqaradigan spirt zavodi qurilishi haqida 1174 yilga to'g'ri keladi.
Distillash jarayonini takomillashtirishda ma'lum rol o'rta asrlar kimyogarlariga tegishli, ammo u eng katta rivojlanishni 19-asr oxiri - 20-asr boshlarida sanoatda yuqori samarali ustunli apparatlarning (alkogol, moy) joriy etilishi munosabati bilan oldi. tozalash va boshqalar).
Ajraladigan suyuqlik aralashmalari tarkibiy qismlarining fizik xususiyatlariga qarab, turli distillash usullari qo'llaniladi.
Oddiy distillash qaynab turgan suyuqlik aralashmasining qisman bug'lanishi, uzluksiz tortib olinishi va hosil bo'lgan bug'larning keyingi kondensatsiyasi orqali amalga oshiriladi. Qaynayotgan suyuqlik aralashmasi ustidagi bug 'suyuqlikka qaraganda ko'proq past qaynaydigan komponentlarni o'z ichiga olganligi sababli, kondensat (distillat deb ataladi) boyitiladi va bug'lanmagan suyuqlik (distillash qoldig'i) ulardan tugaydi. Oddiy distillash bilan bug 'va suyuqlik fazalarida past qaynaydigan komponentlarning tarkibi doimiy ravishda kamayadi. Shuning uchun distillatning tarkibi vaqt o'tishi bilan o'zgaradi. Oddiy distillash - bu ommaviy jarayon. Jarayonni tezlashtirish uchun yarim uzluksiz distillash qo'llaniladi, bunda dastlabki aralashma doimiy ravishda distillash kubiga, chiqadigan bug'larning massasiga teng bo'ladi.
Fraksiyonel distillash , shuningdek, fraksiyonel distillash deb ataladi, oddiy distillashning o'zgarishi. Bunday distillash suyuqliklar aralashmasini tor harorat oralig'ida qaynayotgan fraktsiyalarga ajratish uchun ishlatiladi. Bunday holda, turli xil tarkibdagi distillatlar (vaqt bo'yicha ketma-ket) bir nechta kollektsiyalarga yo'naltiriladi. Ushbu distillatlarning (fraksiyalarning) har birida qaynash nuqtalari yaqin bo'lgan dastlabki aralashmaning bir yoki bir nechta komponentlari ustunlik qiladi. Oddiy distillash ko'pincha aralashmani ajratishni yaxshilash uchun qarshi oqim (qisman kondensatsiya) bilan birlashtiriladi. Shu bilan birga, kubda hosil bo'lgan bug'lar qayta oqim kondensatorida qisman kondensatsiyalanadi, kondensat (balg'am) doimiy ravishda kubga qaytariladi va qayta oqim kondensatori kondensatorga kirgandan keyin bug'ning qolgan qismi distillat oqib chiqadi. kollektsiyaga. Bu usul distillatni past qaynaydigan komponentlar bilan ko'proq boyitishg erishadi, chunki bug'larning qayta oqimi paytida yuqori qaynaydigan komponentlar asosan kondensatsiyalanadi.
Muvozanatli distillash (bitta bug'lanish) suyuqlikning bir qismini bug'lanishi va bug'larning bug'lanmagan suyuqlik bilan fazaviy muvozanatga erishilgunga qadar uzoq muddatli aloqasi bilan tavsiflanadi. Ajraladigan aralashma tashqi tomondan chiqindi gazlar bilan isitiladigan quvurlar orqali o'tadi. Olingan muvozanat holatiga yaqin bo'lgan bug'-suyuqlik aralashmasi suyuqlikni bug'dan mexanik ravishda ajratish uchun ajratgichga kiradi. Separatordan bug'lar kondensatorga kiradi, u erdan distillat qabul qiluvchiga oqib tushadi va ajratgichda qolgan suyuqlik kollektorga chiqariladi. Bu jarayonda bug 'va suyuqlik o'rtasidagi munosabat moddiy muvozanat va fazaviy muvozanat shartlari bilan belgilanadi. Ikki komponentli aralashmalar uchun muvozanatli distillash juda kam qo'llaniladi; yaxshi natijalar asosan ko'p komponentli aralashmalarda olinadi , ulardan tarkibida bir-biridan katta farq qiladigan fraktsiyalarni olish mumkin.
Bug 'yoki inert gazlar oqimida distillash distillash jarayonining haroratini pasaytirish kerak bo'lganda, issiqlikka chidamli bo'lmagan komponentlarni ajratishda, shuningdek bug'lanish harorati past bo'lgan moddalarni distillash uchun ishlatiladi. yuqori bug'lanish harorati. Suyuq qatlam orqali suv bug'lari yoki inert gaz pufakchalari pufakchalari (itarib yuboriladi). Suv bug'i bilan distillash paytida suv bug'ining va uchuvchi komponentning hosil bo'lgan aralashmasi apparatdan chiqariladi va kondensatsiya va sovutishga duchor bo'ladi. Kubda hosil bo'lgan bug'larning tarkibi suyuqlik tarkibiga bog'liq emas va aralashmaning qaynash nuqtasi har doim ma'lum bosimdagi komponentlarning har birining qaynash nuqtasidan past bo'ladi. Inert gaz bilan distillash jarayonida eritmaning tarkibiy qismlari, hatto eritma qaynamasa ham, gaz oqimiga bug'lanadi va bug'lanish paytida bug'lanish tashqi bosimdan qat'i nazar, har qanday haroratda sodir bo'lishi mumkin, bu jarayonni haroratda amalga oshirishga imkon beradi. past haroratlar.
Molekulyar distillash suyuq aralashmalarni 133-13,3 mN / m2 (10-3-10-4 mmHg) yuqori vakuumda qaynash nuqtasidan past haroratda erkin bug'lanishi orqali ajratishga asoslangan . Jarayon distillangan modda molekulalarining o'rtacha erkin yo'lidan kamroq masofada bug'lanish va kondensatsiya sirtlarining o'zaro joylashishi bilan amalga oshiriladi. Vakuum tufayli bug 'molekulalari bug'lanish yuzasidan minimal to'qnashuvlar bilan kondensatsiyalanuvchi sirtga o'tadi. Molekulyar distillashda suyuqlik tarkibiga nisbatan bug 'tarkibining o'zgarishi komponentlarning bug'lanish tezligidagi farq bilan aniqlanadi. Shuning uchun, bu usul komponentlari bir xil bug 'bosimiga ega bo'lgan aralashmalarni ajratish uchun ishlatilishi mumkin. Suyuqlikning ma'lum bir haroratida va mos keladigan bug' bosimida molekulyar distillash tezligi apparatdagi bosimning pasayishi bilan ortadi.
Molekulyar distillash uchun gorizontal va vertikal bug'lanish yuzalariga ega bo'lgan qurilmalar, shuningdek, eng katta sanoat foydalanishni olgan santrifüj qurilmalar qo'llaniladi. Ikkinchisida jarayon suyuq plyonkaning eng kichik qalinligi (o'rtacha 0,05 mm) va uning isitish yuzasida yashash vaqti (0,03 m-1,2 sek) bilan tavsiflanadi. Santrifüj apparatlarda tez aylanadigan konus (ba'zan disk) bo'lgan evaporatator ajratiladigan aralashma bilan oziqlanadi. Santrifüj kuch suyuqlikni markazdan atrofga (yuqoriga) siljitadi. Distillangan moddaning bug'lari evaporatator yuzasiga parallel joylashgan, distillat doimiy ravishda chiqariladigan qattiq kondensatorda yig'iladi. Distillash qoldig'i halqali truba ichiga tashlanadi va gazsizdan chiqariladi. Ajratish effektini oshirish uchun bir nechta qurilmalar ketma-ket o'rnatiladi.
Molekulyar distillash yuqori molekulyar va termal barqaror bo'lmagan organik moddalarni ajratish va tozalash uchun ishlatiladi, masalan, yog ' , stearik, oleyk va boshqa kislotalarning efirlarini tozalash , baliq yog'i va turli o'simlik moylaridan vitaminlarni ajratish, dori-darmonlar ishlab chiqarishda, vakuum moylari va boshqalar.
Metallurgiyada distillash kontseptsiyasi pasaytirilgan metallni bug 'holatiga o'tkazishga, keyin esa kondensatsiyaga asoslangan pirometallurgiya jarayonlarini birlashtiradi. Metallurgiya distillash - bu kimyoviy ( qaytarilish-qaytarilish reaktsiyasi) va fizik (bug'lanish va kondensatsiya) jarayonlarining kombinatsiyasi . Qayta tiklash uglerodli qaytaruvchi vositalar yoki metallotermik usul yordamida amalga oshiriladi. Sulfidli konsentratlarni oksidlovchi qovurish jarayonida erkin metallni chiqarish mumkin. Distillash paytida ajralish darajasi distillangan aralashmaning va uning bug'ining tarkibidagi farq bilan belgilanadi. Distillash jarayonida metallning gaz fazasiga o'tishning to'liqligi agregatsiyaning bug 'holatida pasaytirilgan metallni ishlab chiqarishni ta'minlaydigan harorat va bosimlarda metallarning kamayishi bilan belgilanadi. Yog 'shlamini elektr yong'inga olib tashlash Ushbu texnologiyaning mohiyati har qanday Moy loyini qayta ishlash va utilizatsiya qilish, shu jumladan sof Moy mahsulotlarining yuqori qatlamini ulardan ajratish va olib tashlash bo'yicha ketma-ket operatsiyalarni o'z ichiga olgan kompleks yondashuvdan iborat. kuchli elektr maydoni. Ushbu texnologiya Moy konlaridan Moy loyini yo'q qilish uchun ham, Moy mahsulotlarini qayta ishlash uchun barcha chiqindisiz ishlab chiqarish texnologiyalarida ham qo'llanilishi mumkin. Ularni qisqacha biotexnologiyalar, kimyoviy texnologiyalar, akustik, termal va sof olov texnologiyalari, shuningdek, kombinatsiyalangan texnologiyalarga bo'lish mumkin. Ushbu ma'lum texnologiyalarning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega. Shunga qaramay, Moy loyidan ko'plab foydali mahsulotlar, xususan, tijorat moyi, qozonxonalar uchun yoqilg'i va ba'zi qurilish materiallari olinadi. Moy loyini yo'q qilish va qayta ishlash bo'yicha barcha ma'lum texnologiyalarning umumiy kamchiliklari ularning past mahsuldorligi va ularni amalga oshirish uchun yuqori moddiy, energiya va moliyaviy xarajatlardir. Bundan tashqari, ular Moy loyini to'liq va intensiv qayta ishlash va yo'q qilish, ayniqsa, atrof-muhit uchun eng yuqori ekologik xavfsizlik bilan ta'minlashga imkon bermaydi. Aynan mana shu kamchiliklar turli Moy shlamlarini to‘liq va intensiv utilizatsiya qilish muammosini samarali hal qilishga imkon bermaydi.
Har qanday moddalarni yoqish uchun elektr yonish texnologiyasining mohiyati yonayotgan har qanday zaharli chiqindilarning alangasini ekologik toza yoqish uchun deyarli ideal sharoitlarni yaratishdir, bu bilan chi qindi gazlarni yakuniy tozalash vazifasi sezilarli darajada osonlashadi.
Elektr maydoni har qanday uglevodorod moddalarining radikallari bilan juda nozik (atom-molekulyar darajada) o'zaro ta'sir qiladi va shu bilan birga har qanday uglevodorod zanjirlariga, xususan, benzoperenga kuchli ta'sir qiladi, shuning uchun ularning barchasi vodorodga samarali bo'linadi va u yonib ketadi. alanga va uglerod, elektr maydonida tez oksidlanadi, zararsiz karbonat angidridga aylanadi. Birinchidan, cho'kma yog'ning yuqori qatlami Moy shlamidan ajratiladi, u kuchli elektr maydonida boshqa Moy loy qoldiqlarining bir vaqtning o'zida elektr yonishidan termal maydonda rektifikatsiya qilinadi. Muallif tomonidan ilgari taklif qilingan va ishlab chiqilgan kuchayishning elektr yong'in usuli har qanday moddalar va gazlarning yonish jarayoniga elektr maydonining kuchli katalitik ta'siriga asoslangan. Ushbu usulni joriy etish natijasida chiqindi, axlat va Moy shlamlarini utilizatsiya qilish uchun printsipial jihatdan yangi inshootni ishlab chiqish va yaratish mumkin. Uning afzalliklari quyidagilardan iborat: - tejamkor ekspluatatsiya (yonilg'i va elektr energiyasi iste'moli bir necha baravar kamayadi), ishlab chiqarishda arzonligi va chiqindi gazlarini tashqi katalitik tozalashsiz umuman ekologik tozalash sifati. Shunday qilib, Moy mahsulotlarini, shu jumladan Moy loyini yoqish paytida chiqindi gazlar tarkibidagi barcha zaharli tarkibiy qismlarning keskin pasayishi ularning boshlang'ich kontsentratsiyasining o'rtacha 70-80% ga erishiladi.Tutin (tutun) deyarli butunlay chiqariladi - 90-95 gacha. %. Va eng muhimi Bunday elektr yonish jarayonida ular faol ravishda yo'q qilinadi; har qanday chiqindilarni, shu jumladan Moy loyini yoqishning bu usuli bilan deyarli barcha toksik komponentlar olovda yo'qoladi, nafaqat CO, CH, NO, balki ko'plab kanserogenlar ham. benzopiren kabi moddalar keskin kamayadi - bir necha marta hidlar amalda yo'qoladi, bu esa barcha aromatik uglevodorodlarning yonishini tasdiqlaydi. Amalga oshirishda bizning usulimiz analoglarga qaraganda ancha arzon. Bizning holatlarimizda qimmat tashqi katalitik tozalash tizimlaridan foydalanishning hojati yo'q. keskin kamayadi - hidlar deyarli bir necha marta yo'qoladi, bu barcha aromatik uglevodorodlarning yonishini tasdiqlaydi. Amalga oshirishda bizning usulimiz analoglarga qaraganda ancha arzon.
Bizning holatlarimizda qimmat tashqi katalitik tozalash tizimlaridan foydalanishning hojati yo'q. keskin kamayadi - hidlar deyarli bir necha marta yo'qoladi, bu barcha aromatik uglevodorodlarning yonishini tasdiqlaydi. Amalga oshirishda bizning usulimiz analoglarga qaraganda ancha arzon. Chunki bizning holatlarimizda qimmat tashqi katalitik tozalash tizimlaridan foydalanishning hojati yo'q. Moy loyining Moy va suv-Moy-emulsiya komponentini qayta ishlash texnologiyasini ishlab chiqish shundan iboratki, Moy loy qoldiqlarining yonishi bilan bir qatorda Moy loyining yuzasidan to'plangan ushbu komponentlar tijorat fraktsiyalariga aylantiriladi ( benzin, kerosin, dizel yoqilg'isi, ...) toza yonish Moy loy qoldiqlaridan issiqlik energiyasidan foydalangan holda. Yangi texnologik jarayonning tavsifi Keling, Moy loyini yo'q qilish bo'yicha yangi texnologiyamiz asoslarini, biz taklif qilayotgan Moy loyini tayyorlash, qayta ishlash va yo'q qilishning ushbu butun texnologik jarayonining bosqichlari ketma-ketligini qisqacha bayon qilaylik. Moy shlamini utilizatsiya qilish va qayta ishlashning yangi texnologiyasi bosqichlari ketma-ketligi. Albatta, birinchi navbatda, Moy konlari yuzasida joylashgan xom Moyning katta qismini haydab chiqarish va uni foydali tovar mahsulotlariga - sotiladigan yoqilg'i, issiqlik va elektr energiyasiga - masalan, to'g'ridan-to'g'ri loy ombori yonida qayta ishlash kerak. , aniqrog'i, biz taklif qiladigan samarali elektr yong'in texnologiyasi orqali, tuzatish orqali. Bundan tashqari, ushbu moyni termal rektifikatsiyani to'g'ridan-to'g'ri Moy chuquri hududida yoki to'g'ridan-to'g'ri uning ichida amalga oshirish maqsadga muvofiqdir. Oxirgi variant Moy loyining yonish zonasida joylashgan suzuvchi distillash ustuni holatida mumkin. Keling, ushbu texnologiyani batafsil ko'rib chiqaylik. Yog 'qatlami bilan ketma-ket yoki unga parallel ravishda uni quyish va santrifugalarda quritish va keyin intensiv aralashtirish orqali qayta ishlash kerak, masalan, akustik usullar, Moy loyining keyingi qatlamlari nisbatan past viskoziteli suv-Moy engil emulsiyalari bo'lib, ularni issiqlik energetikasi uchun samarali isitish moyiga aylantiradi. Keyinchalik, barcha Moy konlarida mavjud bo'lgan suv qatlamini ketma-ket yoki parallel ravishda pompalash kerak. Axir, bu faqat balast va uni olib tashlash kerak. Shaklda. 2-rasmda Moy loyini to'g'ridan-to'g'ri omborda yoki tuproqdagi yog'li qatlamda ekologik toza yoqish uchun mobil mobil qurilma batafsilroq ko'rsatilgan. Guruch. 2 - 1 Yog 'shlami chuquri 2. Yog '3. Yog 'shlami qoldig'i 4. Nasoslar 5. Quvurlar 6. Yog 'shlami qoldiqlarini yoqish moslamasi 7. Aylanadigan separator 8. Yog'ni distillash moslamasi 9. Tayanch ustunlari
10. Elektr izolyatorlari 11.2. Tijorat Moy mahsulotlari (benzin, kerosin) chiqarish quvurlari 13. Regulyatsiya qilinadigan yuqori voltli blok Yog 'shlamini qayta ishlash va toza yo'q qilish uchun birlashtirilgan qurilma (2-rasm) quyidagicha ishlaydi. Nasoslar 4 Moy fraktsiyasini 2 va Moy loyining boshqa og'ir fraktsiyalarini 3 alohida-alohida quvur liniyalari 5 orqali tegishli rezervuarlarga 6 va 8 ga yuboradi va 8 tankga boradigan yo'lda moy aylanadigan ajratgichda 7 suvdan filtrlanadi. Tank 8 maxsus qurilmaga o'rnatiladi. tayanchlar 9 izolyatorlar bilan 10. Keyinchalik, yog 'shlamining qoldiqlari ularning toza yonishi uchun qurilmada yondiriladi 6 va shu bilan birga, elektr tarmog'idan 14 quvvatlanadigan sozlanishi yuqori voltli blok 13 dan bu olov ustiga elektr maydoni qo'llaniladi. Bundan tashqari, ushbu jarayonni amalga oshirish jarayonida ushbu konning quvvati olov yoqishning optimal intensivligi va ushbu Moy loylarining yonishidan chiqadigan gazlarning minimal zaharliligi mezoniga muvofiq tanlanadi. Natijada, Distillash moyining foydali fraktsiyalari (benzin, kerosin) 11-ustundan 12-gachasi nozullar orqali chiqariladi va keyin foydali ishlatiladi. Yog 'shlamining qolgan qismi quvur liniyasi orqali yonayotgan chiqindi yog'i
bilan quyi idishga oqib tushadi.
Distillash, shuningdek, kimyo, yog'och-kimyo, farmatsevtika va boshqa sohalarda olingan mahsulotlarning tozaligiga yuqori talablar qo'yilmaganda aralashmalarni fraksiyalarga qo'pol ajratish uchun, shuningdek, suyuq aralashmalarni uchuvchan bo'lmagan moddalardan tozalash uchun ishlatiladi. yoki past uchuvchan aralashmalar .
Qayta oqimli distillash Moyni qayta ishlash va laboratoriya amaliyotida qo'llaniladi, bug 'distillatsiyasi kimyoviy, Moy-kimyo, parfyumeriya va boshqa sohalarda katta miqdorda qattiq yoki past uchuvchan suyuq moddalarni o'z ichiga olgan yopishqoq aralashmalardan yuqori qaynaydigan komponentlarni distillash uchun ishlatiladi . Shuningdek, distillash zavodlarida (bitta yoki ko'p) distillash orqali turli xil alkogolli ichimliklar uchun yarim tayyor mahsulot olinadi: konyak, rom, viski va uyda - moonshine.
Laboratoriya amaliyotida ayrim turdagi mahsulotlar uchun distillash shartlari standartlashtirilgan. Eng mashhurlari GOST 2177 (ASTM D86) - atmosfera bosimida xona haroratidan 400 ° C gacha qaynash nuqtasi bo'lgan 100 ml mahsulotni distillash. Bu benzin, kerosin, dizel yoqilg'isi, Moy va turli xil erituvchilarni sinovdan o'tkazishda takroriylikni ta'minlashdir .
suvni chuqur tozalashning taniqli va tasdiqlangan usuli .
Distillangan suvdan foydalanishning taniqli misoli avtomobil akkumulyatorlariga quyishdir. Kundalik hayotda distillerlar keng qo'llanilmaydi.
Va bu erda gap distillangan suvning ichimlik uchun yaroqsizligida emas. Unda "foydali" minerallar yo'qligi sababli bunday suvning zararliligi o'ziga xos noto'g'ri fikrdir. Distillangan suv haqiqatan ham past ta'mga ega, ko'pincha uning ta'mi "eskirgan" deb tavsiflanadi. Biroq, sog'liqqa ta'siri nuqtai nazaridan, distillangan suvni ichish mumkin emasligi haqida hech qanday dalil yo'q.
Kundalik hayotda distillyatorlardan cheklangan foydalanish quyidagi sabablar bilan izohlanadi:
Birinchidan, maishiy distillyatorlar past mahsuldorlikka ega (soatiga taxminan bir litr).
Ikkinchidan, distillash qozonida doimiy ravishda cho'kma, shkala va boshqalar hosil bo'ladi, ular tozalanishi kerak.
Uchinchidan, distillyatorlar juda katta miqdorda issiqlik chiqaradilar.
To'rtinchidan, distillerlar sezilarli miqdorda elektr energiyasini iste'mol qiladilar, bu ko'plab ilovalar uchun ulardan foydalanish teskari osmosdan (suvni maxsus yarim o'tkazuvchan membranadan o'tadigan suvni tozalash usuli) yoki ion almashinadigan qatronlarda demineralizatsiyadan ko'ra kamroq tejamkor qiladi.