Мазмұны 1-тарау. Спирт технологиясы
Брагоректификациялық қондырғылардың принципиалды сызбанұсқалары
жүктеу/скачать 1,41 Mb.
|
Технология спирта111 (копия)
| Брагоректификациялық қондырғылардың принципиалды сызбанұсқалары
Ректификация үдерісі арнайы түйіспелі құрылғыларда ОҰК-пен байытылған бу ағыны және құрамында ҚҰК концентрациясы біршама жоғары сұйық ағынының түйістірілуі өтетін ректификациялық колонналарда жүзеге асырылады. ОҰК-пен байытылған бу фазасын алу үшін дефлегмациямен айдауды пайдаланады. Оның мәні бу ағыны арнайы жылу алмастырғышта – дефлегматорда ішінара конденсациялануынан тұрады. Алынған конденсат қайтып келеді, ал конденсацияланбаған булардың қалған бөлігі тоңазытқышта конденсацияланады. Бұл кезде будың қалған бөлігінде ОҰК концентрациясы бастапқы будағыдан жоғарырақ. Флегма мөлшерінің L дистиллят мөлшеріне D қатынасы флегма саны деп аталады: R = L/D. Флегма саны неғұрлым үлкен болса, дистиллятта ОҰК концентрациясы соғұрлым жоғары, бірақ айдауға энергия шығыны жоғарырақ болады. Ректификациялық колонналарда түйіспелі құрылғыларда (тәрелкелерде) сұйық және бу ағындарының арасында масса және жылу алмасу үздіксіз үдерістері өтеді. Флегма, төмен аға отырып, көтеріліп келе жатқан бу ағынымен кездеседі. Бұл ағындар байланысқанда жоғары көтеріліп жатқан бу ағыны ОҰК-пен, ал сұйық ағыны ҚҰК-пен байытылады. Бу ағынын жасау үшін колоннаның төменгі бөлігіне жылытушы бу енгізіледі. Екі компонентті қоспа ағындарының айтарлықтай ұзақ масса және жылу алмасу үдерісінде колоннадан таза дерлік ОҰК болып табылатын бу шығады, оның конденсаты дистиллятты береді, ал төменгі бөлігінен кубтық қалдық деп аталатын таза дерлік ҚҰК шығады. Көп компонентті қоспаларды таза компоненттерге бөлу үшін әрбіреуінде бір немесе бірнеше ОҰК және ҚҰК болып табылатын қалдықтан тұратын дистиллят түзілетін қондырғыларға біріктірілген бірнеше колоннаны дәйекті түрде орнатады. Спирт өндірісінің ректификациялық қондырғыларын былай бөледі: шитті, ашымақтан шикі спиртті алуға арналған. Оларда этанолмен бірге ашымақтан барлығына жуық ұшқыш қоспалар бөлінеді. Спирт өнеркәсібінде сирек пайдаланылады; шикі спирт ректификациясы үшін қондырғылар, оларда шикі спирт ілеспелі ұшқыш қоспалардан тазартылады, нәтижесінде ректификацияланған спирт алынады. Негізінен, ликер-арақ зауыттарында не шағын спирт зауыттарында қолданылады; брагоректификациялық қондырғылар, оларда ашымақтан бөлу және спиртті қоспалардан тазарту технологиялық операциялары қатар орындалады; спиртті абсолютті ету қондырғылары, оларда абсолютті спиртті (күштілігі шамамен 100%) алады. Брагоректификациялық қондырғылар спирт зауыттарында ең кең қолданыс тапқан. Олардың құрамына, әдетте, үш негізгі колонна кіреді: ашымақ, эпюрациялық және спирт, сонымен қатар қажеттілігіне қарай орнатылатын қосымша 1-3 колонна. Ашымақ колоннасы ашымақтың ұшқыш бөлігін ұшпайтынынан бөлу және оны экстрактивті заттар, қатты фаза мен судың көп бөлігінен босату үшін қызмет етеді. Ашымақ колоннасында спиртті айдаудан кейін ашымақтан алынған жанама өнім барда деп аталады. Ол колоннаның төмен бөлігінен шығарылады, онымен бірге қалқыма бөлшектер, экстрактивті заттар, судың бір бөлігі және артқы қоспалардың көп бөлігі алынады. Құрамында этил спирті, су және ілеспелі ұшқыш қоспалар болатын ашымақтың ұшқыш қоспасы бу немесе ашымақ дистилляты түрінде шығады. Ашымақ колоннасынан шығатын шикі спирт, спиртті-сулы бу мен ашымақ дистилляты тек олардағы спирт концентрациясы бойынша өзгешеленеді: шикі спирт күштілігі көлемі бойынша 88%-дан кем емес, спиртті-сулы бу және ашымақ дистилляты – көлемі бойынша 40-55%. Қоспалар құрамы оларда шамамен бірдей. Ашымақ дистилляты 5 негізгі компонентпен көрінуі мүмкін: этил спирті Э, басты қоспалар Б, артқы қоспалар А, аралық қоспалар Қ және соңғы қоспалар С. Екі соңғы компонентті басты немесе артқы деп көрсетсе болады, онда қоспа 3 компоненттен – Э, Б, А тұратын қоспа ретінде қарастырылуы мүмкін. 3 компонентті қоспаны бөлу үшін 2 колонна жеткілікті. Бұл мақсатқа эпюрациялық және спирт колонналарын пайдаланады. Эпюрациялық колонна басты қоспаларды (басты немесе эфир-альдегидті фракцияны) бөліп алу үшін қызмет етеді. Бұл үдеріс эпюрация деп аталады, ал басты қоспалардан босатылған спирт эпюрат атауын алды. Спирт колоннасында спирт-эпюрат таза дерлік этил спирті (спирт-ректификат) және лютер суына ажырайды, яғни аралық қоспалардан босайды. Қондырғыға негізгі колонналарды қосу реттілігі әртүрлі болуы мүмкін, алайда, спирт қоспаларын бөлудің ең жақсы жағдайларын анықтайтын негізгі заңдылықтар қатарын ескерген жөн: • Барлығына жуық басты қоспалардың ректификация коэффициенті спирттің төмен концентрациясында азырақ екендігі белгілі, сондықтан әлсіз градусты ерітінділерден олардың бөлінуі тәрелкелердің саны азырақ колонналарда, будың азырақ жұмсалуымен өтеді. Сол үшін эпюрациялық колонна қондырғыға ашымақ колоннасынан кейін бірден қосылады және ашымақ дистиллятымен қуаттандырылады. • Спиртті аралық қоспалардан босатуды олардың максималды концентрациялануы аймағынан өткізген ең жақсы. Бұл биіктігі бойынша спирт концентрациясы 0-ден азеотропты нүктеге дейін өзгеретін колоннаның ортаңғы бөлігінде, яғни спирт колоннасында жасалуы мүмкін. • Соңғы қоспаларды алып тастауды спирт концентрациясы максималды болатын колоннаның жоғарғы бөлігінде жүргізген жақсырақ, онда соңғы қоспа басты сипатты болады және этанол концентрациялануы аймағынан жоғары аймақта бөлінеді. Іс жүзінде метанолмен (соңғы қоспамен) байытылған спирт фракциясын пастеризацияланбаған спирт дейтін түрінде спирт колоннасының ең жоғарғы аймағында бөліп алады. Метанолдан толығымен босатылған спиртті алу үшін соңғы тазалау колоннасы деп аталатын тағы бір колоннаны орнату қажет. Аралық қоспалардың бөлінуі мен концентрациялануы үшін сивуш колоннасын орнатады. Ашымақ колоннасын қосу тәсіліне қарай брагоректификациялық қондырғылардың (БРҚ) бірнеше сұлбалары бар: тура, жанама және жартылай тура әрекетті. БРҚ-дың принципиалды сызбанұсқалары сур. 8.1-де келтірілген. Сур. 8.1 – БРҚ-дың принципиалды сызбанұсқалары Тура әрекетті қондырғылардың (сур. 8.1, в) ерекшелігі спирт колоннасының ашымақ колоннасынан тікелей шығатын сулы-спиртті бумен қуаттануынан тұрады. Бұл қондырғыларда жылытқыш будың жылуы екі рет пайдаланылады. Бу тек ашымақ колоннасының төменгі бөлігіне енгізіледі, ал эпюрациялық және спирт колонналары ашымақ колоннасынан келген сулы-спиртті булармен жылынады. Ашымақ эпюрациялық колоннаға келіп, басты қоспалардан босайды және ашымақ колоннасын қуаттандыруға беріледі. Спирт колоннасынан флегма да ашымақ колоннасын қуаттандыруға барады, ол кезде барда спирт колоннасынан лютер суымен сұйылтылуы есебінен төмен құрғақ заттар концентрациясына ие. Жанама әрекетті БРҚ-ның (сур. 8.1, б) принципиалды ерекшелігі ашымақтың спирт және ілеспе қоспалардан алдын-ала бөлінуі болып табылады. Ашымақ колоннасынан сулы-спиртті булар конденсаторға барады, тоңазытқышта конденсацияланып, алынған ашымақ дистилляты сұйық түрінде эпюрациялық колоннаға келеді, мұнда колоннаның төменгі бөлігіне жылытқыш буды енгізу есебінен басты қоспалар бөлінеді. Спирт-эпюрат та сонымен бірге сұйық түрінде сол сияқты жаңа жылытқыш буды енгізу есебінен аралық және соңғы қоспалардан босатылуы үшін спирт колоннасына бағытталады. Барлық үш колонна жаңа жылытқыш бумен жылытылады. Бұл қондырғының ерекшелігі барлық колонналар бір-бірімен сұйық ағындарымен байланысқандығы болып табылады. Жартылай тура әрекетті қондырғыларда (сур. 8.1, а) ашымақты алдын-ала эпюрацияға ұшыратпайды, яғни одан басты қоспаларды бөлмей, тікелей ашымақ колоннасына бағыттайды. Ашымақ колоннасынан барлық ұшқыш қоспалармен бірге сулы-спиртті булар эпюрациялық колоннаға бағытталады, онда олардан басты қоспалар бөлінеді. Басты қоспалардан бөлінгеннен соң спиртті сұйық спирт-эпюрат түрінде артқы және аралық қоспалардан босату үшін ректификациялық колоннаға бағыттайды. Жартылай тура әрекетті қондырғылардың жанама әрекетті БРҚ-дан негізгі айырмашылығы эпюрациялық колоннаның сұйық ағынмен емес, ашымақ колоннасынан бу ағынымен қуаттануы болып табылады. Қосымша колонналар – соңғы тазалау, сивуш, тарату (спиртті БФ-дан алу үшін) БРҚ-ға әрекет принципіне тәуелсіз қосылады. жүктеу/скачать 1,41 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|