Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Периодическая перегонка [1] относится к использованию перегонки партиями, что означает, что смесь перегоняется, чтобы разделить ее на составляющие фракции, прежде чем перегонка еще раз будет загружена дополнительным количеством смеси, и процесс повторяется. Это отличается от непрерывной дистилляции, когда сырье добавляется, а дистиллят отводится без перерыва. Периодическая дистилляция всегда была важной частью производства сезонных химикатов или химикатов с низкой производительностью и высокой чистотой . Это очень частый процесс разделения в фармацевтической промышленности .

Пакетный выпрямитель [ править ]

Схема выпрямителя периодического действия

Самая простая и наиболее часто используется конфигурация пакетной дистилляции является пакетным выпрямителем , в том числе перегонного куба и кубов . Периодический выпрямитель состоит из котла (или ребойлера ), ректификационной колонны, конденсатора , некоторых средств отделения части конденсированного пара (дистиллята) в виде орошения и одного или нескольких ресиверов.

Кастрюля наполняется жидкой смесью и нагревается. Пар течет вверх в ректификационной колонне и конденсируется вверху. Обычно весь конденсат сначала возвращается в колонну в виде флегмы . Такое контактирование пара и жидкости значительно улучшает разделение. Обычно этот шаг называется запуском. Первый конденсат - это напор , и он содержит нежелательные компоненты. Последний конденсат - финты и тоже нежелателен, хотя и добавляет аромата. Между ними находится сердце, из которого формируется желаемый продукт.

Голова и финты могут быть выброшены, кипячены или добавлены к следующей партии сусла / сока, в соответствии с практикой дистиллятора. Через некоторое время часть конденсата верхнего погона непрерывно отводится в виде дистиллята и накапливается в приемниках, а другая часть возвращается в колонну в виде орошения.

Из-за различий в давлении паров дистиллята со временем будет происходить изменение ректификации верхнего погона, так как уже на ранней стадии периодической дистилляции дистиллят будет содержать высокую концентрацию компонента с более высокой относительной летучестью. Поскольку подача материала ограничена и более легкие компоненты удаляются, относительная доля более тяжелых компонентов будет увеличиваться по мере продвижения дистилляции.

Пакетный стриппер [ править ]

Схема стриппера периодического действия

Другая простая конфигурация периодической перегонки - это отпарная колонна . Стриппер партии состоит из тех же частей, что и выпрямитель партии. Однако в этом случае емкость для загрузки находится над отпарной колонной.

Во время работы (после загрузки емкости и запуска системы) высококипящие компоненты в первую очередь отделяются от загружаемой смеси. Жидкость в кастрюле обеднена высококипящими компонентами и обогащена низкокипящими. Высококипящий продукт направляется в нижние приемники продукта. Остаточный низкокипящий продукт выводится из загрузочного резервуара. Этот режим периодической перегонки очень редко применяется в промышленных процессах.

Схема колонны среднего сосуда

Столбец среднего сосуда [ править ]

Третьей возможной конфигурацией колонны периодического действия является колонна среднего сосуда . Колонна среднего сосуда состоит как из секции ректификации, так и из секции отпарки, а емкость для загрузки расположена в середине колонны.

Технико-экономические обоснования [ править ]

Как правило, технико-экономические обоснования периодической дистилляции основаны на анализе следующих карт:

  • Карта кривой остатка
  • неподвижная карта пути
  • карта пути дистиллята
  • различные карты профилей столбцов

В ходе технико-экономического обоснования делаются следующие основные упрощающие допущения:

  • бесконечное количество стадий равновесия
  • бесконечный коэффициент рефлюкса
  • незначительное удержание лотка в двух секциях колонны
  • квазистационарное состояние в колонке
  • постоянное молярное переполнение

Бернот и др. [2] использовали области периодической перегонки, чтобы определить последовательность фракций. Согласно Юэллу и Велчу [3] , область периодической перегонки дает те же фракции при ректификации любой смеси, находящейся в ней. Бернот и др. [2] исследовали дистиллятный и дистиллятный тракты для определения границ области при большом количестве стадий и высокой степени орошения, названном максимальным разделением. Фам и Доэрти в своей новаторской работе [4] описали структуру и свойства карт кривых остатков для тройных гетерогенных азеотропных смесей. В их модели возможность фазового разделенияконденсированного пара пока не учитывается. Особые точки на картах кривой остатка, определенные этим методом, были использованы для определения областей периодической перегонки Rodriguez-Donis et al. [5] [6] и Skouras et al. [7] [8] Modla et al. [9] указали, что этот метод может дать неверные результаты при минимальном количестве замешивающего вещества. Ланг и Модла [10] расширили метод Фама и Доэрти и предложили новый общий метод расчета кривых остатков и определения областей периодической перегонки при гетероазеотропной перегонке.

Lelkes et al. [11] опубликовали технико-экономическое обоснование метода разделения азеотропов с минимальной температурой кипения путем непрерывной перегонки с загрузкой азеотропов. Этот метод был применен для использования легкого уловителя в выпрямителе периодического действия и отпарном аппарате Lang et al. (1999) [12] и применил к максимальным азеотропам Lang et al. [13] Modla et al. [9] расширили этот метод для периодической гетероазеотропной дистилляции при непрерывной подаче азеотропного вещества.

См. Также [ править ]

  • Азеотропная перегонка
  • Экстракционная перегонка
  • Фракционная перегонка
  • Гетероазеотроп
  • Паровая дистилляция
  • Вакуумная перегонка
  • Теоретическая пластина

Ссылки [ править ]

  1. ^ Кистер, Генри З. (1992). Дизайн дистилляции (1-е изд.). Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-034909-4.
  2. ^ a b Бернон, Кристина; Доэрти, Майкл Ф .; Мэлоун, Майкл Ф. (1990). «Закономерности изменения состава при многокомпонентной перегонке шихты». Химическая инженерия . Elsevier BV. 45 (5): 1207–1221. DOI : 10.1016 / 0009-2509 (90) 87114-8 . ISSN 0009-2509 . 
  3. ^ Юэлл, RH; Уэлч, LM (1945). «Ректификация в тройных системах, содержащих бинарные азеотропы». Промышленная и инженерная химия . Американское химическое общество (ACS). 37 (12): 1224–1231. DOI : 10.1021 / ie50432a027 . ISSN 0019-7866 . 
  4. ^ Pham, Hoanh N .; Доэрти, Майкл Ф. (1990). «Дизайн и синтез гетерогенных азеотропных дистилляций - II. Карты кривых остатков». Химическая инженерия . Elsevier BV. 45 (7): 1837–1843. DOI : 10.1016 / 0009-2509 (90) 87059-2 . ISSN 0009-2509 . 
  5. ^ Родригес Донис, Ивонн; Жербо, Винсент; Джулия, Ксавьер (2002). «Возможность гетерогенных периодических процессов дистилляции». Журнал Айше . Вайли. 48 (6): 1168–1178. DOI : 10.1002 / aic.690480605 . ISSN 0001-1541 . 
  6. ^ Донис, Ивонн Родригес; Эскихароса, Джоани Акоста; Жербо, Винсент; Джулия, Ксавьер (2003). «Гетерогенная периодическая отгонка азеотропных смесей с минимальной температурой кипения». Журнал Айше . Вайли. 49 (12): 3074–3083. DOI : 10.1002 / aic.690491209 . ISSN 0001-1541 . 
  7. ^ Skouras, S .; Кива, В .; Скогестад, С. (2005). «Возможные разделения и правила выбора азеотропных веществ для гетероазеотропной периодической дистилляции». Химическая инженерия . Elsevier BV. 60 (11): 2895–2909. DOI : 10.1016 / j.ces.2004.11.056 . ISSN 0009-2509 . 
  8. ^ Skouras, S .; Skogestad, S .; Кива, В. (2005). «Анализ и контроль гетероазеотропной перегонки шихты». Журнал Айше . Вайли. 51 (4): 1144–1157. DOI : 10.1002 / aic.10376 . ISSN 0001-1541 . 
  9. ^ a b Modla, G .; Lang, P .; Котай, Б .; Мольнар, К. (2003). «Периодическая гетероазеотропная ректификация смеси с низким α при непрерывной подаче азеотропообразователя». Журнал Айше . Вайли. 49 (10): 2533–2552. DOI : 10.1002 / aic.690491009 . ISSN 0001-1541 . 
  10. ^ Lang, P .; Модла, Г. (2006). «Обобщенный метод определения областей гетерогенной периодической перегонки». Химическая инженерия . Elsevier BV. 61 (13): 4262–4270. DOI : 10.1016 / j.ces.2006.02.004 . ISSN 0009-2509 . 
  11. ^ Lelkes, Z .; Lang, P .; Moszkowicz, P .; Benadda, B .; Оттербейн, М. (1998). «Пакетная экстрактивная дистилляция: процесс и операционная политика». Химическая инженерия . Elsevier BV. 53 (7): 1331–1348. DOI : 10.1016 / s0009-2509 (97) 00420-X . ISSN 0009-2509 . 
  12. ^ Lang, P .; Lelkes, Z .; Otterbein, M .; Benadda, B .; Модла, Г. (1999). «Технико-экономическое обоснование периодической экстрактивной перегонки с легким азотом». Компьютеры и химическая инженерия . Elsevier BV. 23 : S93 – S96. DOI : 10.1016 / s0098-1354 (99) 80024-6 . ISSN 0098-1354 . 
  13. ^ Lang, P .; Modla, G .; Benadda, B .; Лелкес, З. (2000). «Гомоазеотропная дистилляция максимальных азеотропов в выпрямителе периодического действия с непрерывной подачей азеотропа I. Технико-экономические обоснования». Компьютеры и химическая инженерия . Elsevier BV. 24 (2–7): 1665–1671. DOI : 10.1016 / s0098-1354 (00) 00448-8 . ISSN 0098-1354 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Перри, Роберт Х. и Грин, Дон В. (1984). Справочник инженеров-химиков Перри (7-е изд.). Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-049841-9.
  • Иоганн Г. Стихльмайр; Джеймс Р. Фэйр (1998). Дистилляция: принципы и практика . Wiley-VCH. ISBN 978-0-471-25241-2.
  • И. М. Муджтаба (2004). Периодическая перегонка: устройство и работа . Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-437-6.
  • Хильмен Ева-Катрин, Разделение азеотропных смесей: инструменты для анализа и исследования операций периодической дистилляции , диссертация, Норвежский университет науки и технологий, факультет химической инженерии, (2000).
  • Бейчок, Милтон (май 1951 г.). "Алгебраическое решение диаграммы МакКейба-Тиля". Прогресс химического машиностроения .

Внешние ссылки [ править ]

  • Программа периодической дистилляции в режиме онлайн. Периодическая дистилляция углеводородных соединений.