Капацитетът на ректификационната колона в зависимост от диаметъра на страничната стена или обема на куба

Сърцето на всяка РК е царга с опаковка, нейните възможности до голяма степен определят работата на колоната като цяло. За анализ ще се съгласим, че както трябва да бъде по време на коригирането, царят има височина на дюзата 150 см и в нея се излива SPN 3,5 х 3,5 х 0,25 мм, а кубът се запълва три четвърти с 40% суров алкохол.

Теория

Една и половина инчова колона може да има странични стени с вътрешен диаметър 35 или 38 mm, а 2-инчова колона може да има 48 или 50 mm. Стандартният набор от възможни кубчета за днес: 20, 30, 37 и 50 литра.

Максималният капацитет на разделяне на колоната се постига при мощността преди заливане, която осигурява и максималната скорост на излитане при дадено съотношение на обратен хладник. Много начинаещи дестилатори не съвсем правилно приравняват мощността преди пиене с производителността на колоната. Всъщност коригирането включва няколко етапа, всеки от които отнема време..

Когато избирате диаметъра на колоната и обема на куба, е важно да разберете как тяхната комбинация ще повлияе на сложността на процеса и количеството време, прекарано за коригиране.

Етапи на коригиране

1. Подготовка на оборудването за работа. Сглобяване на оборудване, изливане на суров алкохол в куб и други подготвителни операции. Обикновено всичко отнема около 0,5 часа, T1 = 0,5.

2. Нагряване до кипене. Ако нагревателният елемент е избран правилно въз основа на съотношението от 1 kW мощност на 10 литра насипно състояние, тогава отоплението ще отнеме около 40 минути или T2 = 0,7 часа.

3. Стабилизиране. Този етап отнема от 30 минути до 1 час. Нека бъде 45 минути или T3 = 0,75 часа.

4. Избор на фракция на главата. Времето за избор на "глави" (T4) не зависи от скоростта на избор. За да се отстранят всички главни примеси от куба, всеки литър от насипното състояние трябва да се изпари поне веднъж и да бъде в колоната. За да направите това, трябва да доставите 1 kW отоплителна мощност за всеки литър абсолютен алкохол в куб..

Работната мощност във ватове е числено равна на площта на напречното сечение на колоната (S) в квадратни милиметри.

Количеството абсолютен алкохол (AC) се определя въз основа на обемния обем (CC) и неговата сила.

T4 = AC / N (часове), където:

AC = 0,4 * CC (литър)-

N = 3,14 * d2 / 4/1000 (kW)-

d - вътрешен диаметър на колоната (mm).

От тук получаваме:

T4 = 510 * CC / d2 (часа), където:

SS - 40% насипно състояние в литри,

d - вътрешен диаметър на колоната (mm²).

5. Избор на облегалки за глава. Този етап е необходим за почистване на опаковката от остатъците от главата. Броят на облегалките за глава зависи от капацитета на задържане и обема на облегалката за глава. Капацитетът на задържане на SPN 3,5 x 3,5 x 0,25 е приблизително равен на 150 ml обратен хладник на 1 литър дюза. За да го изплакнете ефективно, трябва да изберете 2-3 обема, за изчисления ще вземем - 2.5.

Отнема 2 часа, за да се вземе проба от този обем със скорост 0,5 l / h. Ако увеличите скоростта до половината от номиналната, тогава ще са достатъчни 1,2 часа, независимо от диаметъра на страничната лента.

Твърде ниската скорост намалява ефективността на почистване и качеството на алкохола. Но сега не става въпрос за това, за днешната задача ще вземем максималното време за избор: T5 = 2 часа.

Обем на вземане на проби в литри:

Votb = 2,5 * 0,15 * Vn = 0,375 Vn, където:

Vн - обем на дюзата в литри.

Ако скоростта на вземане на проби се приеме равна на 0,5 l / h, тогава времето за вземане на проби е:

T5 = 0,75 * Vn.

Ако скоростта на изтегляне е равна на половината от номиналната скорост, като се вземе предвид, че номиналната скорост на изтегляне Wnom в ml / h е числено равна на площта на напречното сечение на колоната в mm², време за избор на облегалка за глава:

T5 = (0,375 * Vn) / (0,5 * S) = 0,75 * Vn / S = 0,75 * L * S / S

T5 = 0,75 * L (час), където:

L - височина на колоната в метри.

При скорост на избор на облегалката за глава, равна на половината от номиналната, времето за избор в часове е числено равно на ¾ от височината на колоната в метри и не зависи от диаметъра на колоната или обема на насипния материал.

6. Избор на търговски алкохол. Първоначалната скорост на изтегляне в ml / h е числено равна на площта на напречното сечение на колоната (S) в mm. До края на вземането на проби, за да се увеличи съотношението на обратен хладник и да се увеличи разделителната способност, ние намаляваме скоростта на вземане на проби с 2,5 пъти. Средната скорост на подбор на "тялото" ще бъде приблизително един и половина пъти по-ниска от номиналната.

Обемът на търговския алкохол е приблизително 80% от общия алкохол.

Оттук и времето за избор на "тялото":

T6 = 0,8 * 0,4 * CC / (S / (1000 * 1,5)) = 480 * CC / S-

T6 = 611 * CC / d2, където:

CC - количеството 40% суров алкохол (l)-

d - страничен диаметър на чекмеджето (mm).

7. Избор на "опашки". Броят на "опашките" е приблизително равен на 10% от силата на звука на високоговорителя в куба. Честотата на вземане на проби е приблизително равна на половината от номиналната.

T7 = 0,1 * 0,4 * CC / (S / (1000 * 2)) = 80 * CC / S-

T7 = 102 * CC / d2.

8. Изместване на примесите от колоната. Тази операция отнема половин час, T8 = 0,5.

9. Демонтаж на оборудването и почистване на помещенията. Най-малко приятният етап, обикновено отнема до 1 час, T9 = 1.

Общо време за коригиране

Общо време, необходимо за един цикъл на коригиране:

Т = Т1 + Т2 + Т3 + Т4 + Т5 + Т6 + Т7 + Т8 + Т9-

0,5 + 0,7 + 0,75 + 510 * CC / d2 + 2 + 611 * CC / d2 + 102 * CC / d2 + 0,5 + 1.

Ние опростяваме и получаваме:

T = 5,45 + 1223 CC / d2.

Обемът на алкохола (Vc), получен през това време, е приблизително равен на 0,8 от AC в куб, загубите за непоправими "глави" и останалата част в куба ще бъдат пренебрегнати.

Vc = 0,8 * 0,4 * CC.

Производителността, с която можем да получим алкохол за час работа с колоната, може да бъде изчислена по формулата:

Pr = Vc / T.

Практически аспекти на коригирането

Въз основа на получения модел ще се опитаме да отговорим на вълнуващи въпроси..

1. Реална производителност на колоната в зависимост от нейния диаметър и обемния обем (l / h).

Стартовата скорост на изтегляне на "тялото" е много по-висока от реалната производителност на колоната. Просто е наивно да се мисли, че при номинален капацитет на 2-инчова колона от 1800 ml / час, дестилацията на 40 литра суров алкохол с концентрация 40% може да бъде завършен за 9 часа..

Като се вземат предвид всички необходими операции, реалната производителност ще бъде почти 3 пъти по-малка. Разликата в капацитета между 35 mm и 48 mm колона всъщност не е 800 ml / h, както изглежда на пръв поглед, а само 250 ml / h. И това е много, тъй като процесът отнема повече от един час..

2. Време на работния цикъл (часове).

Графиката показва влиянието на обемите на кубчетата (оста X) върху общото време на коригиране (оста Y) за различни диаметри на колоната. Обемът е стандартен - три четвърти от обема на куба. Неразумността на някои опции за конфигурация става очевидна. За да прецените колко удобно ще бъде да използвате тази или онази опция, помислете за продължителността на основните операции.

3. Ключови работни точки, изискващи намеса на оператора.

3.1. Време от началото на процеса до края на избора на "глави" или първия подход към куба за смяна на контейнери.

3.2. След това избираме подглавниците за 2 часа при половината от крейсерската скорост (номинална). Приближаваме колоната и сменяме контейнера, като продължаваме с избора на "тялото".

3.3. Изборът на тялото ще приключи и ще трябва да отидете в колоната, за да смените съдовете.

3.4. Изборът на "опашки" ще отнеме.

3.5. След това се приближаваме до колоната и завършваме работата, която отнема 1,5 часа.

констатации

1. Колкото по-голям е кубът, толкова по-висока е реалната производителност. Но увеличаването му безкрайно няма да работи. Когато температурата в куба достигне 90-92 градуса, фюзелажът и другите междинни примеси започват масово да напускат куба и да се натрупват в дюзата. Ако по-голямата част е твърде голяма, след натрупването в долната част на колоната примесите ще започнат да се покачват все повече и повече и да пробият в селекцията. Ще трябва да преминем към „опашки“ по-рано. За да се получи нормална производителност, обемът трябва да бъде повече от 10 опаковъчни обема, но по-малко от 20 - за да не се пропуснат "опашките".

2. Оптималният обем на насипни 40% SS по време на ректификацията е 15 обема опаковка.

Диаметър на колоната, mm	Обем на дюзата, л	Обемен обем, л
от	преди
35	1.44	14.	29
38	1.7	17	34
48	2.71	27	54
петдесет	2.95	тридесет	59

С минимално насипно състояние можете да превключите към избор на "хвостохранилища" при температура на дъното 96-97 градуса, с максимално насипно състояние - 92-93 градуса.

3. Продължителността на ректификацията се увеличава с намаляване на диаметъра на колоната и увеличаване на обема на еднократно насипно състояние. Но използването на големи диаметри на колони с малък обем води до получаване на относително голям обем рециклиран алкохол и малък добив от използваемост.

4. Без инструменти за автоматизация, които ви позволяват да оставяте оборудването без надзор за дълго време, е възможно да използвате комплекти с относително кратко време на цикъл. Това стеснява обхвата на възможните опции и обяснява факта, че много дестилатори просто не отнемат "опашките" на оборудването си или предпочитат да правят NDRF - силите не са неограничени.

5. Като цяло, ако процесът отнема общо повече от 12-15 часа, се изисква автоматизация. Поне най-простият с предпазен блок, който ви позволява да подадете сигнал за наводнение, спиране на водата или повишаване на температурата в TCA. Ако това не е възможно, трябва да се ограничите до минималния обем кубчета.

6. Получените зависимости и графики позволяват да се направи качествен и до известна степен количествен анализ на различни опции за пълен набор от RK. Основното нещо е да не забравяме за необходимостта да ги сравняваме с времето, което дестилаторът е готов да отдели на своето хоби..