Tislauskolonni

Tislauskolonni ( syn. tislauskolonnilaite ) on laite, jota käytetään tislaus- , uuttislaus- , nesteiden uutto- , lämmönvaihdossa höyryn ja nesteen välillä sekä muissa prosesseissa [1] . Tislauskolonnin samaa toimintaperiaatetta käytetään sekä suhteellisen yksinkertaisissa laboratorioinstrumenteissa että monimutkaisissa teollisuuslaitoksissa öljynjalostus- , petrokemian-, kemian- , kaasu- , panimo- ja muilla aloilla. Teolliset tislauskolonnit voivat olla halkaisijaltaan jopa 16 metriä ja korkeita 90 metriä tai enemmän.

Teolliset sovellukset

Rektifikaatio on tunnettu 1800-luvun alusta lähtien yhtenä tärkeimmistä teknologisista prosesseista pääasiassa alkoholi- ja öljyteollisuudessa . Tällä hetkellä rektifikaatiota käytetään kaikkialla maailmassa kemiantekniikan eri aloilla, joissa komponenttien eristäminen puhtaassa muodossa on erittäin tärkeää ( orgaanisen synteesin , isotooppien , polymeerien , puolijohteiden ja monien muiden erittäin puhtaiden aineiden tuotannossa). Rektifikaatio on toistuva haihdutus- ja kondensaatioprosessi , jonka aikana alkuperäinen seos erotetaan kahdeksi tai useammaksi komponentiksi ja höyryfaasi kyllästetään erittäin haihtuvalla (alhaalla kiehuvalla) komponentilla (komponenteilla) ja seoksen nestemäisellä osalla. on kyllästetty erittäin haihtuvalla (korkealla kiehuvalla) komponentilla (komponenteilla).

Kuinka se toimii

Syöttöseos, joka on kuumennettu syöttölämpötilaan t f höyry-, höyry-neste- tai nestefaasissa, menee kolonniin syötteenä (G f ). Vyöhykettä, johon virta syötetään, kutsutaan haihtuvaksi ( latinan kielestä  evaporatio - haihtuminen), koska siellä on haihdutusprosessi  - yksi höyryn erottaminen nesteestä.

Höyry nousee kolonnin yläosaan, jäähtyy, tiivistyy lauhduttimessa ja syötetään takaisin kolonnin ylälevyyn palautusjäähdytyksenä ( refluksointi ). Näin ollen kolonnin yläosassa (vahvistus) höyryt liikkuvat vastavirtaan (alhaalta ylös) ja neste virtaa alas (ylhäältä alas). Levyjä alas virtaamalla neste rikastuu korkealla kiehuvilla komponenteilla ja höyry nousee kolonnin yläosaan rikastuneena matalalla kiehuvilla komponenteilla. Siten yläpuolella oleva tuote rikastuu matalalla kiehuvalla komponentilla. Kolonnin yläosasta poistettua tuotetta kutsutaan tisleeksi. Sitä osaa tisleestä, joka kondensoituu lauhduttimessa ja palautetaan takaisin kolonniin, kutsutaan palautusjäähdytykseksi. Kolonniin palautetun refluksoinnin määrän ja poistetun tisleen määrän suhdetta kutsutaan flegmaluvuksi .

Nousevan höyryvirtauksen aikaansaamiseksi tislauskolonnin alaosassa (ala, strippaus) osa pohjanesteestä johdetaan lämmönvaihtimeen, syntyneet höyryt syötetään takaisin kolonnin pohjalevyn alle.

Levyjä alas virtaava pohjaneste on rikastettu korkealla kiehuvalla komponentilla ja höyryt matalalla kiehuvalla komponentilla [2] .

Jos ylikellotettu tuote koostuu kahdesta komponentista, lopputuotteet ovat kolonnin yläosasta ja pohjasta lähtevä tisle (kolonnin pohjalta virtaava nestemäisessä muodossa oleva vähemmän haihtuva komponentti). Tilanne muuttuu monimutkaisemmaksi, jos on tarpeen erottaa seos, joka koostuu suuresta määrästä fraktioita. Tässä tapauksessa käytetään kuvan kaltaisia ​​laitteita.

Lajikkeet

Tislauslaitokset on toimintaperiaatteen mukaan jaettu jaksollisiin ja jatkuviin. Jatkuvissa yksiköissä erotettava raakaseos menee kolonniin ja erotustuotteet poistetaan jatkuvasti siitä. Eräyksiköissä erotettava seos ladataan kuutioon kerrallaan ja rektifiointi suoritetaan, kunnes saadaan tietyn lopullisen koostumuksen mukaisia ​​tuotteita.

Rakennukset

Teolliset tislauskolonnit voivat nousta 80 metrin korkeuteen ja yli 6,0 metrin halkaisijaan.

Tislauskolonneissa kontaktilaitteina käytetään levyjä, jotka antoivat termille nimen, ja suuttimia. Pylvään täyttävä tiiviste voi olla metallia, keramiikkaa, lasia ja muita erimuotoisia elementtejä (esim. Raschig-renkaat ). Massansiirto suoritetaan näiden elementtien kehittyneelle pinnalle. Pakkauksen ominaispinnan kasvaessa erotuksen tehokkuus kolonnissa kasvaa, mutta samalla kolonnin hydraulinen vastus kasvaa ja sen tuottavuus laskee.

Useiden normaalihalkaisijoiden mukaan pylväslaitteita valmistetaan seuraavilla rungon halkaisijalla (m):

• 0,4; 0,6; 0.8
• yksi; 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

Tislauskolonnien pääkomponentit

Tislauskolonnit koostuvat useista komponenteista, joista jokaista käytetään joko lämpöenergian siirtämiseen tai materiaalinsiirron parantamiseen.

• pystysuora kuori, jossa nestemäiset komponentit erotetaan;
• kolonnin sisäosat, kuten alustat/alustat ja/tai tiivisteet, joita käytetään parantamaan komponenttien erottamista;
• uudelleenkeitin tislausprosessiin tarvittavan haihdutuksen aikaansaamiseksi;
• deflegmaattori kolonnin yläosasta lähtevän höyryn jäähdyttämiseksi ja kondensoimiseksi;
• palautusrumpu kondensoituneen höyryn pidättämiseksi kolonnin yläosasta, jotta neste ( flegma ) voidaan kierrättää takaisin kolonniin [3] .

Muistiinpanot

1. ↑ GOST R 53684-2009. Pylväslaitteet. Tekniset vaatimukset
2. ↑ Aleksandrov I. A. Rektifikaatio- ja absorptiolaitteet. - 2. painos tarkistettu .. - Moskova: Chemistry, 1971. - 296 s.
3. ↑ Tislauskolonni - Perustislauslaitteet ja -käyttö . www.wermac.org . Käyttöönottopäivä: 19.9.2022. (määrätön)

GOST ei ole voimassa vuodesta 2014 lähtien