Непрерывнодействующие установки

Основным элементом установки является ректификационная колонна (С.28, рис.5), имеющая цилиндрический корпус, внутри которого установлены контактные устройства (см. выше данное методическое пособие) для взаимодействия поднимающегося пара и стекающей сверху вниз жидкости.

На определённом расстоянии по высоте колонны, на так называемую питающую тарелку, подаётся исходная жидкость, которую обычно нагревают в подогревателе – теплообменнике 5 до температуры кипения.

Ввод исходной жидкости делит колонну на две части, которые имеют разное назначение:

• нижней (исчерпывающей), в которой необходимо максимально удалить низкокипящий компонент из стекающей вниз флегмы, чтобы в куб колонны стекала жидкость, близкая по составу к чистому высококипящему компоненту;

• верхней ( укрепляющей), назначение которой обогащать поднимающиеся

вверх пары низкокипящего компонента.

Восходящий поток пара создаётся наличием кипятильника (выносного

24

или встроенного) в нижней части аппарата. Поднимаясь вверх, пар контактирует с менее нагретой жидкостью, происходит конденсация из пара преимущественно высококипящего компонента, а из жидкости испаряется низкокипящий компонент. Таким образом, пар, представляющий собой на выходе из кипятильника почти чистый высококипящий компонент, по мере

движения вверх всё более обогащается низкокипящим компонентом и покидает колонну в виде почти чистого низкокипящего.

Пары конденсируются в теплообменнике – дефлегматоре 3 (рис. 5) и

(рис. 6) охлаждающей водой. Полученная жидкость разделяется на два потока: дистиллят и флегму. Флегма направляется обратно в колонну для организации нисходящего потока жидкости, а дистиллят в холодильник – конденсатор 6 (рис.5), или 5 ( рис. 6 ).

Периодически действующие установки

Ректификационные колонны периодического действия (рис. 6), как правило, используют для разделения небольшого количества жидкой смеси, которая загружается в куб колонны, где она нагревается до кипения. Последнее поддерживается постоянно. Образующиеся пары при испарении поднимаются по колонне, орошаемую флегмой, и обогащаются низкокипящим компонентом. Другая часть дистиллята из дефлегматора и холодильника (концевого конденсатора), охлаждённая до определённой температуры, попадает в сборники готового продукта.

О завершении процесса судят по достижении заданного состава в кубе. После этого обогрев куба прекращают, остаток удаляют, а куб загружают новой смесью.

Недостатками колонн периодического действия являются: ухудшение качества готового продукта и потери тепла при загрузке и выгрузке куба.

Кроме колонной аппаратуры, для ректификации могут быть использованы роторные аппараты с различной конструкцией контактных устройств: плёночные, капельно-струйные, комбинированные и другие.

25

26

27

28

Они работают в режиме турбулентных потоков паровой и жидкой фаз, при атмосферном давлении и под вакуумом. Роторные ректификационные аппараты отличаются компактностью, высокой производительностью, небольшим гидравлическим сопротивлением и возможностью использования в нестационарных условиях.

3.3. Характеристика очищенного и абсолютного спирта этилового.

При ректификации получают очищенный и спирт этиловый любой крепости – до 97,18 % = 95,57 % (_m), плотность которого составляет 0,8025, температура кипения 78,52⁰С. При разбавлении водой до концентрации 96,2 – 96,4 % получают спирт этиловый, который неограниченно используется в фармацевтическом производстве.

Для проведения аналитических работ, химического синтеза лекарственных веществ, экстракции биологически активных веществ, на стадии очистки, находит применение абсолютный спирт этиловый, у которого плотность = 0,78927 и температура кипения = 78,39⁰С. Абсолютный спирт этиловый получают следующими способами:

1. Перегонкой водно-спиртового раствора при пониженном давлении.

2. Перегонкой водно-спиртового раствора в присутствии третьего компонента (бензола). Смесь бензола с водой кипит при температуре более низкой, чем водно-спиртовая, что даёт возможность выделить компоненты.

3. Крепкие ректификаты подвергают обезвоживанию с помощью водоотнимающих средств:

- перегонкой над натрием или калием металлическим;

• кипячением в течение нескольких часов с меди сульфатом безводным.

29