Что такое дистилляция, где применяется, описание процесса. Дистиллятор нефти это


Легкий дистиллят - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Легкий дистиллят

Cтраница 1

Легкие дистилляты ( например, нрямогонные бензино-лигрон-нопые) перерабатывают в более жестких условиях ( глубокий крекинг): давление 50 - 70 ат, температура 550 - 560 С. Целью переработки легких фракций япллется получение бензинов с новы -, шейными октановыми числами.  [1]

Легкие дистилляты ( бензины) содержат более низкомолекулярные непредельные и сернистые соединения ( меркаптаны, сульфиды) и легче подвергаются гидроочистке. Тяжелое сырье и сырье вторичного происхождения содержит более стабильные сернистые соединения ( тиофены) и труднее гидрируемые непредельные, что требует более жестких условий очистки.  [2]

Конверсию легкого дистиллята осуществляют на никелевом катализаторе при температуре 600 С, под давлением 9 5 ат и отношении пар: С, равном трем. Полученный газ смешивают с равным объемом водяного пара и подвергают конверсии на второй ступени на том же катализаторе при температуре 900 С и давлении 9 5 ат.  [3]

Плотность легких дистиллятов нефти может характеризовать их химическпй состав. Если расположить углеводороды по мере возрастания их плотности, то получим ряд: парафиновые-нафте-новые - ароматические.  [4]

Очистка легкого дистиллята сернистой нефти фенолом, ацетоном и серной кислотой приводит к различным количественным показателям, а при одинаковом выходе рафинатов последние отличаются по своим физико-химическим свойствам и групповому химическому составу.  [5]

При гидроочистке легких дистиллятов объемная скорость может быть значительно выше, чем при гидроочистке тяжелых фракций.  [7]

При очистке легких дистиллятов с целью получения маловязких низкозастывающих масел, когда экстракция осуществляется при сравнительно низких ( 35 - 40 С) температурах, в технологическую схему установки включают холодильную систему. Холодильная система предназначена для охлаждения до 3 - 8 С воды, используемой в холодильниках для сырья и для экстрактного раствора, рециркулиру-ющего в нижней части экстракционной колонны. На подобных установках в секции регенерации растворителя колонны оборудованы большим числом тарелок, чтобы избежать уноса масляных компонентов парами фенола.  [9]

Повышение содержания легких дистиллятов ( солярового масла) в мазуте также ведет к нарушению процесса горения. Маловязкое топливо поступает в топку в больших количествах, чем тяжелое вязкое топливо. Уменьшается глубина проникновения факела. Более легкая часть топлива, сгорая в передней части топки, может вызвать местные перегревы, вспучивание и деформацию труб котла, тяжелые частицы топлива, отбрасываемые вглубь топки, сгорают в условиях некоторого недостатка воздуха, в результате дымность и отложение сажи на футеровке и рабочих поверхностях котла увеличиваются.  [10]

При очистке легких дистиллятов с целью получения маловязких низкозастывающих масел, когда экстракция осуществляется при сравнительно низких ( 35 - 40 С) температурах, в технологическую схему установки включают холодильную систему. Холодильная система предназначена для охлаждения до 3 - 8 С воды, используемой в холодильниках для сырья и для экстрактного раствора, рециркулиру-ющего в нижней части экстракционной колонны. На подобных установках в секции регенерации растворителя колонны оборудованы большим числом тарелок, чтобы избежать уноса масляных компонентов парами фенола.  [12]

Схема комбината включает пиролиз легких дистиллятов, производство ацетилена с помощью процесса фирмы Вульф и газификацию.  [14]

Переработка камерной смолы позволит получить легкие дистилляты для дальнейшей переработки на бензол, толуол, ксилолы, фенолы, нафталин, компоненты высококачественного шпалопропиточного масла, гербициды и высокотемпературные пеки.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Все о дистилляте газового конденсата

Дистиллят газового конденсата (ДГК) представляет собой результат переработки природных газов.

Внешне это прозрачная жидкость со специфическим запахом, которая называется также нафта, лигроин и белая нефть.

В его составе находятся керосиновые и бензиновые фракции, но отсутствуют асфальтены и смолистые вещества.

Вещество не растворяется в воде, имеет плотность, близкую к показателям дизельного топлива, и отличается характерной консистенцией и запахом.

Добывают ДГК путем прямой перегонки нефти, после чего добавляется некоторое количество вторичных фракций.

Нефть представляет собой природное вещество, которое характеризуется специфическим неприятным запахом, который появляется по причине наличия смеси углеродов с разной молекулярной массой.

По химическим показателям нефть схожа с озокеритом и природными газами. Нефть считается важнейшим природным ископаемым, которое используют для производства каучука, вазелина, моторного масла, а также лекарственных препаратов и керосина.

Процесс производства

Говоря «химическим» языком, это продукт многостадийного разделения нефти на фракции благодаря ратификации и перегонке.

На каждой стадии появляется легкий продукт, который уже можно использовать, и тяжелый, который подвергается дальнейшей обработке, то есть вторичной перегонке, крекингу, реформингу и пиролизу.

Первичные обработки нефти могут быть топливными и топливно-маслянистыми.

В первом случае выделяются топливные дистилляторы – бензиновый, керосиновый, газойлевый и дизельный, а также мазут, который обладает температурой кипения выше 360 градусов и используется как сырье для выделения масляных фракций.

Мазут подвергается вакуумной перегонке, что выделяет гудрон, который при перегонке в смеси с мазутом становится причиной для появления масляного дистиллята и тяжелого остатка, применимого для производства битума.

Для дистилляции используется только предварительно подготовленная нефть. Дистиллят получают путем конденсации паров «черного золота».

Виды ДГК

После окончательного процесса очистки и удаления газов получается стабильный конденсат.

Основные его виды:

  • легкий. Это смесь углеродов С3-С8, которая применяется для производства моторных топлив и служит сырьем для создания нефтехимической продукции;
  • средний, который получается в результате ректификации газового конденсата. Его состав напоминает зимнее дизельное топливо;
  • тяжелый. Остаточный продукт перегонки стабильного газового конденсата, который применяют в котельных и специальных технологических установках.

Самым востребованным является легкий вид, особенно для создания бензиновых добавок.

Сферы применения

Основные направления использования – нефтехимическая и топливная сферы.

Его как самостоятельный вид топлива используют в тяжелой строительной технике и некоторых видах ламп.

Самым популярным направлением для применения является создание олефинов или в качестве бензинной добавки.

Также это:

  • компонент высокооктановых присадок;
  • растворитель в лакокрасочном производстве;
  • средство для устранения жирных пятен на деталях машин и механизмов. Используется с этой целью также в бытовой сфере и химчистках;

В топливной сфере применяется как:

  1. Котельное и дизельное топливо.
  2. Высококачественный бензин и реактивное топливо.
  3. Растворители и высокооктановые добавки.

Главные показатели ДГК совпадают с показателями дизельного топлива, которое применяется для двигателей. К примеру, плотность конденсата составляет около 0.85 гм на сантиметр кубический.

Применяется он также в манометрах, в случае, когда лигроин отличается плотностью в 0.785 грамм, согласно ГОСТам.

Основная уникальность свойств состоит в том, что белая нефть не растворяется в воде. Мутнеет она при температуре -60 градусов, а серная доля составляет не более 0.02%.

ng-logistic.ru

Что такое дистилляция, где применяется, описание процесса

Что такое дистилляция? Это процесс, заключающийся в превращении жидкости в пар, который затем снова конденсируется в жидкую форму. Простейшим примером может служить дистилляция воды, когда пар из чайника осаждается в виде капель на холодной поверхности.

Применение и история

Дистилляция используется для отделения жидкостей от нелетучих твердых веществ, как при перегонке спиртных напитков из сброженных материалов, или для разделения двух или более жидкостей с различной температурой кипения, как при производстве бензина, керосина и смазочных масел из нефти. Другие промышленные применения включают переработку таких химических продуктов, как формальдегид и фенол, опреснение морской воды.

Процесс дистилляции, вероятно, использовался еще древними экспериментаторами. Аристотель (384-322 гг. до н. э.) упоминал, что чистую воду можно получить путем испарения морской. Плиний Старший (23-79 гг. н. э.) описал примитивный способ конденсации, при котором масло, получаемое путем нагревания канифоли, собирается на шерсти, помещенной в верхней части перегонного куба.

Простая дистилляция

Большинство методов дистилляции, применяемых в промышленности и лабораторных исследованиях, являются вариациями простой перегонки. В этой базовой технологии используется куб или реторта, в которых жидкость нагревается, конденсатор для охлаждения пара и емкость для сбора дистиллята. При нагреве смеси веществ в первую очередь перегоняется наиболее летучее из них или то, у которого температура кипения минимальна, а затем дистиллируются другие, или не дистиллируются совсем. Такой простой аппарат прекрасно подходит для очистки жидкости, содержащей нелетучие компоненты, и достаточно эффективен для разделения веществ с разной точкой кипения. Для лабораторного использования части аппарата обычно делают из стекла и соединяют их пробками, резиновыми шлангами или стеклянными трубками. В промышленных масштабах оборудование делают из металла или керамики.

Фракционная дистилляция

Метод, называемый фракционной, или дифференциальной, дистилляцией, был разработан для нефтепереработки, потому что простая перегонка для разделения жидкостей, температура кипения которых мало отличается, неэффективна. При этом пары многократно конденсируются и испаряются в изолированной вертикальной емкости. Особую роль здесь играют сухопарники, фракционные колонны и конденсаторы, позволяющие вернуть некоторую часть конденсата назад в куб. Цель состоит в том, чтобы добиться тесного контакта между поднимающимися разными фазами смеси, чтобы только самые летучие фракции в форме пара достигали приемника, а остальное возвращалось в виде жидкости в сторону куба. Очищение летучих компонентов в результате контакта между такими противотоками называется ректификацией, или обогащением.

Многократная дистилляция

Данный метод еще называют многостадийным мгновенным испарением. Это еще один вид простой перегонки. С его помощью производится, например, дистилляция воды на крупных коммерческих опреснительных установках. Преобразование жидкости в пар не требует нагрева. Она просто попадает из емкости с высоким атмосферным давлением в емкость с более низким. Это приводит к быстрому испарению, сопровождающемуся конденсацией пара в жидкость.

Вакуумная перегонка

В одной из разновидностей процесса с пониженным давлением для создания вакуума используется вакуумный насос. Этот метод, называемый «вакуумная дистилляция», иногда применяется при работе с веществами, которые обычно кипят при высоких температурах или разлагаются при кипении в нормальных условиях.

Вакуумные насосы создают в колонне давление, которое значительно ниже атмосферного. В дополнение к ним используются вакуумные регуляторы. Тщательный контроль параметров очень важен, поскольку эффективность разделения зависит от различия в относительной летучести при данной температуре и давлении. Изменение этого параметра может негативно повлиять на ход процесса.

Что такое дистилляция в вакууме, хорошо знают на нефтеперерабатывающих заводах. Обычные методы перегонки отделяют легкие углеводороды и примеси от тяжелых углеводородов. Остаточный продукт подвергают вакуумной дистилляции. Это позволяет отделить высококипящие углеводороды, такие как масла и воски, при невысоких температурах. Метод также применяется при разделении чувствительных к нагреву органических химических соединений и для восстановления органических растворителей.

Что такое дистилляция паром?

Паровая перегонка является альтернативным методом перегонки при температурах ниже нормальной точки кипения. Она применяется, когда дистиллируемое вещество не смешивается и химически не реагирует с водой. Примерами таких материалов являются жирные кислоты и соевое масло. В ходе перегонки в жидкость подается пар, который нагревает ее и вызывает испарение.

Дистилляция в насадочной колонне

Хотя насадочные колонны чаще всего применяются для абсорбции, они также используются для перегонки парожидкостных смесей. Такая конструкция обеспечивает большую площадь контактной поверхности, что повышает эффективность системы. Другое название такой конструкции – ректификационная колонна.

Принцип работы заключается в следующем. Сырьевая смесь компонентов с разной волатильностью подается в центр колонны. Жидкость стекает вниз через насадку, а пар движется вверх. Смесь в нижней части резервуара попадает в подогреватель и выходит из него вместе с паром. Газ устремляется вверх через насадку, подхватывая наиболее летучие компоненты жидкости, выходит из колонны и попадает в конденсатор. После сжижения продукт поступает в сборник флегмы, где он разделяется на дистиллят и фракцию, используемую для орошения.

Различная концентрация приводит к тому, что менее летучие компоненты переходят из паровой фазы в жидкую. Насадка увеличивает продолжительность и площадь контакта, что повышает эффективность разделения. На выходе пар содержит максимальное количество летучих компонентов, в то время как в жидкости их концентрация минимальна.

Насадки заполняются в навал и пакетами. Форма наполнителя может быть либо случайной, либо геометрически структурированной. Его делают из инертного материала, такого как глина, фарфор, пластик, керамика, металл или графит. Наполнитель, как правило, имеет размеры от 3 до 75 мм и отличается большой площадью поверхности, контактирующей с парожидкостной смесью. Преимущество заполнения в навал заключается в большой пропускной способности, стойкости к большим давлениям и низкой стоимости.

Металлические наполнители имеют высокую прочность и хорошую смачиваемость. Керамические обладают еще более высокой смачиваемостью, но они не такие прочные. Пластиковые достаточно прочны, но плохо смачиваются при низкой скорости потока. Поскольку керамические наполнители устойчивы к коррозии, они используются при повышенных температурах, которые пластик не выдерживает.

Пакетные насадки представляют собой структурированную сетку, размеры которой соответствуют диаметру колонны. Обеспечивают наличие длинных каналов для потоков жидкости и пара. Они дороже, но позволяют снизить перепады давления. Пакетным насадкам отдается предпочтение при невысокой скорости потока и в условиях низкого давления. Обычно их делают из древесины, листового металла или тканой сетки.

Применяются для восстановления растворителей и в нефтехимической промышленности.

Дистилляция в ректификационной колонне

Наиболее широкое распространение получили колонны тарельчатого типа. Количество тарелок зависит от желаемой чистоты и сложности разделения. Оно влияет на то, какой высоты будет ректификационная колонна.

Принцип работы ее следующий. Смесь подается посредине высоты колонны. Разница в концентрации приводит к тому, что менее летучие компоненты переходят из потока пара в поток жидкости. Газ, выходящий из конденсатора, содержит наиболее летучие вещества, а менее испаряемые выходят через нагреватель в поток жидкости.

Геометрия тарелок в колонне влияет на степень и тип контакта между разными фазовыми состояниями смеси. Конструктивно они выполняются ситчатыми, клапанными, колпачковыми, решетчатыми, каскадными и т. д. Ситчатые тарелки, в которых имеются отверстия для пара, используются для обеспечения высокой производительности при низких затратах. Более дешевые клапанные тарелки, в которых отверстия снабжены открывающими и закрывающими клапанами, склонны к засорению из-за скопления на них материала. Колпачковые снабжены колпачками, позволяющими пару проходить через жидкость сквозь крошечные отверстия. Это самая передовая и дорогая технология, эффективная при низких скоростях потока. Жидкость течет от одной тарелки к другой вниз по сливным вертикальным трубам.

Тарельчатые колонны часто используются для восстановления растворителей из технологических отходов. Также они применяются для восстановления метанола при операции сушки. В качестве жидкого продукта выходит вода, а летучие органические отходы переходят в паровую фазу. Вот что такое дистилляция в ректификационной колонне.

Криогенная перегонка

Криогенная дистилляция заключается в применении общих методов перегонки к газам, охлажденным до жидкого состояния. Система функционирует при температурах ниже -150 °С. Для этого используются теплообменники и змеевики. Вся конструкция называется криогенным блоком. Сжиженные газы поступают в блок и перегоняются при очень низких температурах. Колонны криогенной дистилляции могут быть насадочными и пакетными. Пакетный дизайн более предпочтителен, поскольку насыпной материал менее эффективен при низких температурах.

Одним из основных применений криогенной дистилляции является разделение воздуха на составляющие его газы.

Экстрактивная перегонка

В экстрактивной ректификации используются дополнительные соединения, которые действуют как растворитель для изменения относительной летучести одного из компонентов смеси. В экстрактивную колонну к разделяемым веществам добавляется растворитель. Компонент сырьевого потока, который требуется извлечь, соединяется с растворителем и выходит в жидкой фазе. Другой компонент испаряется и выходит в дистиллят. Вторая перегонка в другой колонне позволяет отделить вещество от растворителя, который затем возвращается на предыдущий этап, чтобы повторить цикл.

Экстрактивная ректификация применяется для разделения соединений с близкими температурами кипения и азеотропных смесей. Экстрактивная ректификация не так широко распространена в промышленности, как обычная дистилляция, из-за сложности конструкции. Примером является процесс получения целлюлозы. Органический растворитель отделяет целлюлозу от лигнина, а вторая перегонка позволяет получить чистое вещество.

fb.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Дистиллятор

Cтраница 3

Эффективность дистиллятора определяется в основном конструкцией колонки и головки дистиллятора. Пар из перегонной колбы проходит вверх и попадает в конденсатор, смонтированный вертикально, так что конденсат, не охлаждаясь, стекает вниз в головку дистиллятора. Головка дистиллятора служит для разделения конденсата таким образом, что некоторая порция D отбирается в виде продукта ( дистиллята), а остаток L возвращается в колонку в виде флегмы. Отношение LJD называется флегмовым числом, речь о котором пойдет дальше.  [31]

В дистилляторах Непрерывного действия отдельные узлы должны быть разделены между собой затворами, которые обеспечивали бы вакуум в камере испарения в то время, когда в периоды загрузки чернового металла и выгрузки чистого металла, соответствующие камеры печи сообщаются с атмосферой.  [32]

В дистилляторах непрерывного действия отдельные узлы должны быть разделены между собой затворами, которые обеспечивали бы вакуум в камере испарения в то время, когда в периоды загрузки чернового металла и выгрузки чистого металла, соответствующие камеры печи сообщаются с атмосферой.  [33]

Если эффективность дистиллятора равна четырем теоретическим тарелкам и необходимо получить продукт, содержащий 94 % ( масс.) гексана, какая минимальная мольная доля гексана должна в этом случае оставаться в перегонной колбе.  [34]

Регулирование работы дистиллятора и всех вспомогательных аппаратов проводится с центрального пульта управления. Из бутыли смесь передавливается воздухом по трубопроводу в напорный бак 4, расположенный над дистиллятором. Расход исходной смеси регулируется с помощью поплавка 6, который посредством фотоэлемента 5 включает или выключает воздушный насос. Таким образом гарантируется непрерывная подача подогретой исходной смеси в напорный бак. Устройство 3 для точной установки расхода обеспечивает точное и надежное дозирование разделяемой смеси из напорного бака на наружную поверхность внутренней обогреваемой трубы 2 дистиллятора. Дистиллят и кубовый остаток могут отводиться в отдельные приемники без нарушения технологического режима процесса дистилляции. Дистиллятор предназначен для работы при атмосферном давлении и под вакуумом.  [35]

Узел питания дистиллятора имеет загрузочный бункер 1, снабженный электронагревателем и теплоизоляцией.  [36]

Перед эксплуатацией металлических дистилляторов с электронагревом следует проверить правильность включения всех проводов и наличие заземления. Категорически запрещается включать эти аппараты в электросеть, не заземлив. При любой неисправности дистилляторы должны быть отключены от сети.  [37]

Раствор из дистиллятора I ступени подают в промежуточный холодильник 6, 1аботающий при 2 - 3 МПа, откуда он поступает в сепаратор-скруббер 7, где тделяют инертные газы, отмывая конденсатом из них аммиак. Раствор из скруб - iepa 7 направляют в дистиллятор II ступени 8, где при 0 6 - 1 0 МПа ( абс.  [38]

В таком дистилляторе в 1953 г. была проведена серия опытов по отгонке калия и атрия из металлического лития.  [39]

В таком дистилляторе в 1953 г. была проведена серия опытов по отгонке калия и натрия из металлического лития.  [40]

Пенный теплообменник ( дистиллятор) состоит из корпуса ( 1) и вентилятора ( 5), смонтированных на общей раме. Теплообменник имеет штуцера для подвода пара, охлаждающей воды и отвода дистиллята и горячей воды.  [41]

В отечественной практике дистилляторы для этой цели не применяются. Определение содержания твердой фазы производится весьма редко, в основном вследствие отсутствия соответствующих приборов. Судят о ней чаще по косвенным показателям.  [42]

В практике СССР дистилляторы для определения объемного содержания твердой фазы не применяются. Обычно определяют массовое содержание твердой фазы, которое не дает представления об объеме, занимаемом твердой фазой в системе. О влиянии твердой фазы чаще судят по косвенным показателям, обычно по условной вязкости и предельном СНС. Причем этим показателям иногда придается непомерно важное значение в оценке качества промывочных жидкостей. Введенные им понятия коэффициента структурообразования Кс и прочности первичной структуры Яс якобы характеризуют степень коагуляции промывочных жидкостей.  [43]

Пленочные испарители и дистилляторы широко используются в производстве капролактама и эпоксидных смол, латексов и дрожжей, соков и мочевины. При нагреве и испарении химических и пищевых продуктов в этих аппаратах вследствие кратковременного контакта с поверхностью нагрева сохраняются все химические свойства вещества, а в пищевых продуктах - витамины.  [44]

Жирные кислоты проходят дистиллятор 1, холодильник 2 и собираются в сборнике 3, откуда насосом 4 подаются в этерификатор.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

разные виды технологии и особенности ее применения

Основные принципы этой технологии известны и применяются на практике сотни лет. Жидкость, содержащая спирт, нагревается. Созданный пар поступает в область с пониженной температурой, где осуществляется его конденсация. В собранной после произведения такой операции жидкости концентрация алкоголя будет выше. Это происходит потому, что температура кипения этилового спирта ниже, чем у воды. Именно поэтому и становится возможным произвести необходимое разделение этих веществ. Разумеется, в исходном составе имеются и другие примеси. Рассмотрим подробнее, как с помощью разных видов дистилляции можно произвести перегонку наиболее качественно.

Простейший самогонный аппарат представляет собой набор следующих компонентов:

•Бак, в который заливается брага. Он оснащается устройством регулировки давления. Повышение температуры до нужного уровня производится с использованием газовой горелки, либо электрического нагревательного элемента. Часть исходной жидкости, которая не испарилась, называется бардой, или кубовым остатком.   

•Образовавшийся пар поступает в змеевик. Эта трубка, как правило, создается в виде спирали. Именно на ее внутренних стенках производится конденсация пара. Чтобы процесс был достаточно интенсивным, она охлаждается снаружи дополнительно. Для этого применяются емкости с проточной холодной водой. 

•Созданный дистиллят поступает по отводной трубке в накопительный бак. 

В зависимости от крепости самой браги, можно получить с использованием данной методики (простой дистилляции) сравнительно невысокое содержание этилового спирта в готовом продукте, от 20 до 30% об. При этом не получится произвести хорошую очистку его от различных примесей. Чтобы улучшить качественные параметры, применяется повторная дистилляция, а также прогонка через систему фильтров.

Лучшие результаты могут быть обеспечены, если использовать самогонный аппарат с сухопарником, либо иную конструкцию, которая позволит воспроизвести следующую технологию, фракционную дистилляцию. Она также основана на разной температуре кипения отдельных ингредиентов, но работать в данном случае можно более точно. Здесь будет допустимо отделение нужных фракций по частям. В процессе дистилляции можно выделить сначала те составляющие, которые закипают при низких температурах, а далее – отделить высококипящие компоненты. 

На практике, отделяют так называемую «голову». В этой фракции собирается большое количество вредных составляющих, которые не надо использовать для питья. Впрочем, они вполне пригодятся в качестве технического спирта. «Хвосты», или сивушные масла – это набор  различных насыщенных спиртов, альдегидов, жирных кислот. Их дальнейшее применение при изготовлении нужного продукта не понадобится, поэтому они также отделяются. Кстати, именно подобные компоненты обеспечивают наличие ненужных параметров: запаха, цвета, привкуса. 

Общее количество таких примесей составляет около 10-15% от всего объема готового продукта. Для того чтобы точно отмерить и отделить перечисленные выше фракции, следует использовать определенные значения температуры. Снять показания будет проще, если закрепить термометр на видном месте (в большинстве случаев, прибор закрепляется непосредственно на перегонном кубе). «Головные» части отделяются в диапазоне температур от 64 до 77°С. «Хвостовые» – когда температура превысит значение 82°С. 

Следует выполнять все операции точно, так как при невнимательности, можно, либо уменьшить концентрацию спирта в продукте, либо повысить в нем содержание примесей. С помощью фракционной дистилляции можно обеспечить итоговую крепость от 45 до70% об.

Самогонный аппарат из нержавейки, который предназначен для производства спирта высшей очистки, выполняется, как правило, в виде ректификационной колонны, либо с добавлением ее к общей конструкции. Данный узел позволяет разделить исходную жидкость на несколько составляющих. Летучие фракции преобразуются в конденсат. Иные в виде флегмы оседают на внутренних стенках, стекают на наполнитель, вторично переводятся в парообразное состояние. Такая процедура позволяет убрать из исходной жидкости почти все ненужные примеси. В результате можно получить высокое содержание этилового спирта (до 96% об.). При использовании данной технологии не потребуется отделение «головных» и «хвостовых» фракций. В перегонный куб заливается не обычная брага, а уже подготовленный спир-сырец со сравнительно небольшой крепостью и высоким содержанием сивушных масел. 

Для полноты обзора можно рассказать также о следующих методиках дистилляции, которые применяются для решения иных задач:

•Вакуумная технология. Она используется при работе с веществами, имеющими высокую температуру кипения, например при переработке нефти и создании из нее различных химических продуктов.

•Для получения спирта особо высокой крепости применяется азеотропная дистилляция. В ходе выполнения данной процедуры добавляются специальные вещества,  активизирующие химические процессы. Именно поэтому для создания пищевых продуктов такая технология не подойдет.

Подчеркнем, что ректификация не является универсальным методом. Она способна, конечно, удалить максимальное количество примесей, но это пригодится только при создании водки. Чтобы сохранить особые вкусы и запахи, некоторые нужные эфиры, следует использовать фракционную или простую дистилляцию, их комбинации.

alcopribor.ru

Дистилляция - это... Что такое Дистилляция?

        перегонка, разделение жидких смесей на отличающиеся по составу фракции. Процесс основан на различии температур кипения компонентов смеси. В зависимости от физических свойств компонентов разделяемых жидких смесей применяют различные способы Д.

         Простая Д. (рис. 1) проводится частичным испарением кипящей жидкой смеси, непрерывным отводом и последующей конденсацией образовавшихся паров. Так как пары над кипящей жидкой смесью содержат низкокипящих компонентов больше, чем жидкость, то конденсат (называемый дистиллятом) обогащается, а неиспарившаяся жидкость (кубовый остаток) обедняется ими. В дистилляционном кубе 1 кипит исходная жидкая смесь. Образующиеся пары непрерывно отводятся в конденсатор 2, где образуется дистиллят, который стекает в приёмник 3. При простой Д. содержание низкокипящих компонентов в паровой и жидкой фазах непрерывно падает. Поэтому состав дистиллята меняется во времени. Простая Д., осуществляемая по описанной схеме, — периодический процесс. Для ускорения процесса применяют полунепрерывную Д., при которой в дистилляционный куб непрерывно поступает исходная смесь, равная массе уходящих паров.

         Фракционная Д., называемая также дробной перегонкой (рис. 2), — одна из разновидностей простой Д. Такую Д. применяют для разделения смеси жидкостей на фракции, кипящие в узких интервалах температур. При этом дистилляты разных составов отводят (последовательно во времени) в несколько сборников. В сборник 1 поступает первая по времени порция дистиллята, наиболее богатая низкокипящими компонентами, в сборник 2 — менее богатая, в сборник 3 — ещё менее богатая и т.д. В каждом из этих дистиллятов (фракциях) преобладает один или несколько компонентов исходной смеси с близкими температурами кипения. Простую Д. для улучшения разделения смесей часто комбинируют с противоточной дефлегмацией (рис. 3). При этом образующиеся в кубе 1 пары частично конденсируются в дефлегматоре 2, конденсат (флегма) непрерывно возвращается в куб, а остаток паров после дефлегматора поступает в конденсатор 3, откуда дистиллят стекает в сборник 4. Этим способом достигается большее обогащение дистиллята низкокипящими компонентами, т.к. при частичной конденсации (дефлегмации) паров преимущественно конденсируются высококипящие компоненты.

         Равновесная Д. (однократное испарение) характеризуется испарением части жидкости и продолжительным контактом паров с неиспарившейся жидкостью до достижения фазового равновесия (рис. 4). Разделяемая смесь проходит по трубам 1, обогреваемым снаружи топочными газами. Образовавшаяся при этом парожидкостная смесь, близкая к равновесному состоянию, поступает в сепаратор 2 для механического отделения жидкости от пара. Пары (П) из сепаратора поступают в конденсатор, откуда дистиллят стекает в приёмник, а оставшаяся в сепараторе жидкость отводится в сборник. В этом процессе соотношение между паром и жидкостью определяется материальным балансом и условиями фазового равновесия. Равновесная Д. редко применяется для двухкомпонентных смесей; хорошие результаты получают в основном в случае многокомпонентных смесей, из которых можно получить фракции, сильно различающиеся по составу.

         Д. в токе водяного пара или инертных газов применяют, когда необходимо понизить температуру процесса отгонки, в случае разделения нетермостойких компонентов, а также для отгонки веществ с низкой температурой испарения от компонентов с высокой температурой испарения. Пузырьки водяного пара или инертного газа барботируют через слой жидкости (см. Барботирование). При Д. с водяным паром образовавшаяся смесь паров воды и летучего компонента отводится из аппарата и подвергается конденсации и охлаждению. Состав образующихся в кубе паров не зависит от состава жидкости, а температура кипения смеси всегда ниже температуры кипения каждого из компонентов при данном давлении. При Д. с инертным газом компоненты раствора испаряются в поток газа, даже если раствор не кипит, а парообразование при испарении может происходить при любых температурах, вне зависимости от внешнего давления, что позволяет вести процесс при низких температурах.

         Молекулярная Д. основана на разделении жидких смесей свободным их испарением в высоком вакууме 133—13,3 мн/м2 (10-3—10-4мм рт. ст.) при температуре ниже точки их кипения. Процесс проводят при взаимном расположении поверхностей испарения и конденсации на расстоянии, меньшем длины свободного пробега молекул перегоняемого вещества. Благодаря вакууму молекулы пара движутся от испаряющей поверхности к конденсирующей с минимальным числом столкновений. При молекулярной Д. изменение состава пара по сравнению с составом жидкости определяется различием скоростей испарения компонентов. Поэтому этим способом можно разделять смеси, компоненты которых обладают одинаковым давлением паров. При данной температуре жидкости и соответствующем ей давлении паров скорость молекулярной Д. растёт с понижением давления в аппарате.

         Для уменьшения времени диффузии молекул летучего компонента из глубины слоя жидкости к поверхности испарения процесс в современных молекулярных кубах проводят в очень тонких плёнках жидкости, что позволяет, кроме того, уменьшить время нахождения вещества на поверхности испарения и опасность его термического разложения. Для молекулярной Д. применяют аппараты с горизонтальными и вертикальными поверхностями испарения, а также получившие наибольшее промышленное применение центробежные аппараты. В последних процесс характеризуется наименьшими толщиной жидкой плёнки (в среднем 0,05 мм) и временем её пребывания на поверхности нагрева (0,03—1,2 сек). В центробежных аппаратах (рис. 5) на испаритель 1, представляющий собой быстровращающийся конус (иногда диск), подаётся разделяемая смесь. Центробежная сила перемещает жидкость от центра к периферии (вверх). Пары перегоняемого вещества собираются на неподвижном конденсаторе 2, расположенном параллельно поверхности испарителя, откуда дистиллят непрерывно отводится. Остаток после перегонки сбрасывается в кольцевой жёлоб 3 и выводится из куба. Для увеличения эффекта разделения устанавливают несколько аппаратов последовательно.

         Молекулярную Д. применяют для разделения и очистки высокомолекулярных и термически нестойких органических веществ, например для очистки эфиров себациновой, стеариновой, олеиновой и др. кислот, для выделения витаминов из рыбьего жира и различных растительных масел, при производстве медицинских препаратов, вакуумных масел и др.

         В металлургии понятие Д. объединяет пирометаллургические процессы (см. Пирометаллургия), основанные на переводе восстанавливаемого металла (см. Восстановление металлов) в парообразное состояние с последующей конденсацией. Металлургическая Д. — сочетание химического (окислительно-восстановительной реакции) и физического (испарения и конденсации) процессов. Восстановление проводят с использованием углеродистых восстановителей (см. Карботермия) или металлотермическим способом (см. Металлотермия). Возможно выделение свободного металла при окислительном обжиге сульфидных концентратов. Степень разделения при Д. определяется различием состава перегоняемой смеси и её пара. Полнота перехода металла в газовую фазу при Д. определяется восстановлением металлов при температурах и давлениях, обеспечивающих получение восстановленного металла в парообразном агрегатном состоянии.

         Лит.: Касаткин А. Г., Основные процессы и аппараты химической технологии, 8 изд., М., 1971; Гельперин Н. И., Дистилляция и ректификация, М. — Л., 1947; Багатуров С. А., Теория и расчет перегонки и ректификации, М., 1961; Циборовский Я., Процессы химической технологии, пер. с польск., Л., 1958; Матрозов В. И., Аппаратура для молекулярной дистилляции, М., 1954; Чижиков Д. М., Металлургия тяжелых цветных металлов, М. — Л., 1948; Лакерник М. М., Электротермия в металлургии меди, свинца и цинка, М., 1964.

         В. Л. Пебалк.

        

        Рис. 1 к ст. Дистилляция.

        

        Рис. 2 к ст. Дистилляция.

        

        Рис. 3 к ст. Дистилляция.

        

        Рис. 4 к ст. Дистилляция.

        

        Рис. 5 к ст. Дистилляция.

dic.academic.ru

Дистилляция - это... Что такое Дистилляция?

Устройство простейшего перегонного аппарата. 1 Нагревательный элемент 2 Перегонный куб 3 Отводная трубка или насадка Вюрца 4 Термометр 5 Холодильник 6 Подвод охлаждающей жидкости 7 Отвод охлаждающей жидкости 8 Приёмная колба 9 Отвод газа (в том числе с понижением давления) 10 Аллонж 11 Регулятор температуры нагревателя 12 Регулятор скорости перемешивания 13 Магнитная мешалка 14 Водяная (масляная, песочная и т. п.) баня 15 Мешалка или "кипелки" 16 Охлаждающая ванна

Дистилляция (лат. distillatio — стекание каплями) — перегонка, испарение жидкости с последующим охлаждением и конденсацией паров. Различают дистилляцию с конденсацией пара в жидкость (при которой получаемый конденсат имеет усреднённый состав вследствие перемешивания) и дистилляцию с конденсацией пара в твёрдую фазу (при которой в конденсате возникает распределение концентрации компонентов). Продуктом дистилляции является конденсат или остаток (или и то, и другое) – в зависимости от дистиллируемого вещества и целей процесса. Основными деталями дистилляционного устройства являются обогреваемый контейнер (куб) для дистиллируемой жидкости, охлаждаемый конденсатор (холодильник) и соединяющий их обогреваемый паропровод.

История

До X века, у Авиценны дистилляция упоминается как метод получения эфирных масел.

Применение

Дистилляция применяется в промышленности и в лабораторной практике для разделения и рафинирования сложных веществ: для разделения смесей органических веществ (например, разделение нефти на бензин, керосин, соляр и др.; получение ароматических веществ в парфюмерии; получение алкогольного спирта) и для получения высокочистых неорганических веществ (например, металлов: бериллий, цинк, магний, кадмий и др.).

Теория

В теории дистилляции в первую очередь рассматриваются двухкомпонентные вещества. Действие дистилляции основано на том, что концентрация некоторого компонента в жидкости отличается от его концентрации в паре, образующемся из этой жидкости. Отношение = является характеристикой процесса и называется коэффициентом разделения при дистилляции. Коэффициент разделения зависит от природы разделяемых компонентов и режима дистилляции.

Режимы дистилляции характеризуются температурой испарения и степенью отклонения от фазового равновесия жидкость-пар. Обычно в дистилляционном процессе n=+, где n - число частиц вещества, переходящих в единицу времени из жидкости в пар, - число частиц, возвращающихся в это же время из пара в жидкость, - число частиц, переходящих в это время в конденсат. Отношение /n является показателем отклонения процесса от равновесного. Предельными являются режимы, в которых =0 (равновесное состояние системы жидкость-пар) и =n (режим молекулярной дистилляции).

При =0, когда число частиц, покидающих в единицу времени жидкость, равно числу частиц, возвращающихся в это же время в жидкость, равновесный коэффициент разделения двухкомпонентного вещества может быть выражен через давления и чистых компонентов при температуре процесса: , где и - так называемые коэффициенты активности, учитывающие взаимодействие компонентов в жидкости. Эти коэффициенты имеют температурную и концентрационную зависимости (см. активность (химия)). С понижением температуры значение коэффициента разделения обычно удаляется от единицы, т. е. эффективность разделения при этом увеличивается.

При =n все испаряющиеся частицы переходят в конденсат (режим молекулярной дистилляции). В этом режиме коэффициент разделения , где и - молекулярные массы первого и второго компонентов соответственно. Режим молекулярной дистилляции может применяться в различных дистилляционных способах, включая ректификацию. Обычно молекулярная дистилляция осуществляется в вакууме при низком давлении пара и при близком расположении поверхности конденсации к поверхности испарения (что исключает столкновение частиц пара друг с другом и с частицами атмосферы). В режиме, близком к молекулярной дистилляции, проводится дистилляция металлов. В связи с тем, что коэффициент разделения при молекулярной дистилляции зависит не только от парциальных давлений компонентов, но и от их молекулярных (или атомных) масс, молекулярная дистилляция может применяться для разделения смесей, для которых , - азеотропных смесей, включая смеси изотопов.

Для различных режимов дистилляции выведены уравнения, связывающие содержание второго компонента в конденсате и в остатке с долей перегонки или с долей остатка при заданных условиях процесса и известной начальной концентрации жидкости (, и - масса конденсата и остатка, а также начальная масса дистиллируемого вещества соответственно). Расчёты проводятся в предположении идеального перемешивания дистиллируемой жидкости, а также жидкого конденсата. Также выведены уравнения распределения компонентов в твёрдом конденсате, получаемого дистилляцией с направленным затвердеванием конденсата или зонной дистилляцией. Параметром этих уравнений является коэффициент разделения α для заданных условий дистилляции.

При дистилляции вещества с большой концентрацией компонентов с конденсацией пара в жидкость при несильной зависимости коэффициентов активности компонентов от их концентраций взаимосвязь величин , и , когда используются концентрации в процентах, имеет вид:

.

Для дистилляции с конденсацией пара в жидкость при малом содержании примеси

,

=.

Дистилляционные уравнения могут использоваться для описания процессов распределения примесей в других фазовых переходах из фазы с интенсивным перемешиванием (таких как переходы жидкий кристалл-кристалл, жидкий кристалл-жидкость, газ-плазма, а также в переходах, связанных с квантово-механическими состояниями – сверхтекучая жидкость, конденсат Бозе-Эйнштейна) – при подстановке в них соответствующих коэффициентов распределения.

Дистилляция с конденсацией пара в жидкость (простая перегонка, фракционная дистилляция, ректификация)

Простая перегонка — частичное испарение жидкой смеси путём непрерывного отвода и конденсации образовавшихся паров в холодильнике. Полученный конденсат называется дистиллятом, а неиспарившаяся жидкость — кубовым остатком.

Фракционная дистилляция (или дробная перегонка) — разделение многокомпонентных жидких смесей на отличающиеся по составу части — фракции путём сбора конденсата частями с различной летучестью, начиная с первой, обогащенной низкокипящим компонентом. Остаток жидкости обогащён высококипящим компонентом. Для улучшения разделения фракций применяют дефлегматор.

Ректификация — способ дистилляции, при котором часть жидкого конденсата (флегма) постоянно возвращается в куб, двигаясь навстречу пару в контакте с ним. В результате этого примеси, содержащиеся в паре, частично переходят во флегму и возвращаются в куб, при этом чистота пара (и конденсата) повышается (См. ректификация, ректификационная колонна).

Дистилляция с конденсацией пара в твёрдую фазу (с конденсацией пара в градиенте температуры; с направленным затвердеванием конденсата; зонная дистилляция)

Дистилляция с конденсацией пара в градиенте температуры – дистилляционный процесс, в котором конденсация в твёрдую фазу осуществляется на поверхности, имеющей градиент температуры, с многократным реиспарением частиц пара. Менее летучие компоненты осаждаются при более высоких температурах. В результате в конденсате возникает распределение примесей вдоль температурного градиента, и наиболее чистая часть конденсата может быть выделена в качестве продукта. Разделение компонентов пара при реиспарении подчиняется собственным закономерностям. Так, при молекулярной дистиляции соотношение между количествами и осаждённых в конденсаторе первого и второго компонентов, соответственно, выражается равенством:

,

где и - скорости испарения первого компонента из расплава и с поверхности реиспарения соответственно, и - то же для второго компонента, и - коэффициенты конденсации первого и второго компонентов соответственно, μ – коэффициент, зависящий от поверхности испарения и углов испарения и реиспарения. Реиспарение повышает эффективность очистки от трудноудаляемых малолетучих примесей в 2-5 раз, а от легколетучих - на порядок и более (по сравнению с простой перегонкой). Этот вид дистилляции нашёл применение в промышленном производстве высокочистого бериллия.

Дистилляция с направленным затвердеванием конденсата (дистилляция с вытягиванием дистиллята) – дистилляционный процесс в контейнере удлинённой формы c полным расплавлением дистиллируемого вещества и конденсацией пара в твёрдую фазу по мере вытягивания конденсата в холодную область. Процесс разработан теоретически.

В получаемом конденсате возникает неравномерное распределение примесей, и наиболее чистая часть конденсата может быть выделена в качестве продукта. Процесс является дистилляционным аналогом нормальной направленной кристаллизации. Распределение примеси в конденсате описывается уравнением:

,

где С – концентрация примеси в дистилляте на расстоянии х от начала, L – высота конденсата при полностью испарившемся дистиллируемом материале.

Зонная дистилляция - дистилляционный процесс в контейнере удлинённой формы c частичным расплавлением рафинируемого вещества в перемещаемой жидкой зоне и конденсацией пара в твёрдую фазу по мере выхода конденсата в холодную область. Процесс разработан теоретически.

При движении зонного нагревателя вдоль контейнера сверху вниз в контейнере формируется твёрдый конденсат с неравномерным распределением примесей, и наиболее чистая часть конденсата может быть выделена в качестве продукта. Процесс может быть повторён многократно, для чего конденсат, полученный в предыдущем процессе, должен быть перемещён (без переворота) в нижнюю часть контейнера на место рафинируемого вещества. Неравномерность распределения примесей в конденсате (т. е. эффективность очистки) растёт с увеличением числа повторений процесса.

Зонная дистилляция является дистилляционным аналогом зонной перекристаллизации. Распределение примесей в конденсате описывается известными уравнениями зонной перекристаллизации с заданным числом проходов зоны – при замене коэффициента распределения k для кристаллизации на коэффициент разделения α для дистилляции. Так, после одного прохода зоны

,

где С – концентрация примеси в конденсате на расстоянии х от начала конденсата, λ – длина жидкой зоны.

См. также

Литература

  • Девятых Г.Г., Еллиев Ю.Е. Введение в теорию глубокой очистки веществ. - М.: Наука, 1981. - 320 с.
  • Девятых Г.Г., Еллиев Ю.Е. Глубокая очистка веществ. - М.: Высшая школа, 1974. - 180 с.
  • Степин Б.Д., Горштейн И.Г., Блюм Г.З., Курдюмов Г.М., Оглоблина И.П. Методы получения особо чистых неорганических веществ. - Л.: Химия, 1969. - 480 с.
  • Корякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества. Руководство по приготовлению неорганических реактивов и препаратов в лабораторных условиях. - М.: Химия, 1974. - с.
  • Беляев А.И. Физико-химические основы очиски металлов и полупроводниковых веществ. - М.: Металлургия, 1973. - 320 с.
  • Пазухин В.А., Фишер А.Я. Разделение и рафинирование металлов в вакууме. - М.: Металлургия, 1969. - 204 с.
  • Иванов В.Е., Папиров И.И., Тихинский Г.Ф., Амоненко В.М. Чистые и сверхчистые металлы (получение методом дистилляции в вакууме). - М.: Металлургия, 1965. - 263 с.
  • Несмеянов А.Н. Давление пара химических элементов. - М.: Издательство АН СССР, 1961 - 320 с.
  • Кравченко А.И. О временной зависимости состава двойного сплава при его разгонке в вакууме // Известия АН СССР. Серия: Металлы. - 1983. - № 3. - С. 61-63.
  • Кравченко А.И. Об уравнениях дистилляции при малом содержании примеси // Вопросы атомной науки и техники, 1990. — № 1 — Серия: «Ядерно-физические исследования» (9). — С. 29-30.
  • Нисельсон Л.Я., Ярошевский А.Г. Межфазовые коэффициенты распределения (Равновесия кристалл-жидкость и жидкость-пар). - М.: Наука, 1992. - 399 с.
  • Kravchenko A.I. Simple substances refining: efficiency of distillation methods // Functional Materials, 2000 - V.7. - N. 2. - P. 315-318.
  • Кравченко А.И. Уравнение распределения примеси в твёрдом дистилляте // Неорганические материалы, 2007. - Т. 43. - № 8. - С. 1021-1022.
  • Кравченко А.И. Эффективность очистки в дистилляционном и кристаллизационном процессах // Неорганические материалы, 2010. - Т. 46. - № 1. - С. 99-101.
  • Кравченко А.И. Дистилляция с вытягиванием дистиллята // Вопросы атомной науки и техники, 2008. — № 1 — Серия: «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники» (17). — С. 18-19. [1]
  • Кравченко А.И. Зонная дистилляция // Вопросы атомной науки и техники, 2011. — № 6 — Серия: «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники» (19). — С. 24-26. [2]
  • Кравченко А.И. О распределении примесей при фазовых переходах из фазы с идеальным перемешиванием // Вопросы атомной науки и техники, 2011. — № 6 — Серия: «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники» (19). — С. 27-29. [3]
  • ГОСТ 2177 (ASTM D86)

Галерея

dic.academic.ru