Výkon destilačnej kolóny v závislosti od priemeru klieštiny alebo objemu kocky

Srdcom každého RK je car s dýzou a práve jeho schopnosti do veľkej miery určujú výkonnosť stĺpca ako celku. Pre analýzu súhlasíme s tým, že ako by to malo byť počas rektifikácie, car má výšku časti dýzy 150 cm a je v nej vyplnená 3,5 x 3,5 x 0,25 mm SPN a kocka je naplnená tromi štvrtinami 40% surového alkoholu..

teória

Stĺpec 1,5 palca môže mať zásuvku s vnútorným priemerom 35 alebo 38 mm a stĺpec 2 palce - 48 alebo 50 mm. Dnešná štandardná sada možných kociek: 20, 30, 37 a 50 litrov.

Maximálna separačná kapacita kolóny sa dosiahne pri predchytiacom výkone a tiež poskytuje maximálnu rýchlosť vzorkovania pre daný refluxný pomer. Mnoho liehovarov pre začiatočníkov úplne správne neidentifikuje predkongestívnu silu pomocou výkonu stĺpca. Oprava v skutočnosti zahŕňa niekoľko fáz, z ktorých každá si vyžaduje čas.

Pri výbere priemeru stĺpca a objemu kocky je dôležité pochopiť, ako ich kombinácia ovplyvní zložitosť procesu a množstvo času stráveného na rektifikácii..

Etapy nápravy

1. Príprava zariadenia na prácu. Zostavenie zariadenia, nalievanie surového alkoholu do kocky a ďalšie prípravné činnosti. Zvyčajne to trvá asi 0,5 hodiny, T1 = 0,5.

2. Zahrievanie do varu. Ak je kúrenie vybrané správne, na základe pomeru výkonu 1 kW na 10 litrov objemu, potom zahrievanie bude trvať asi 40 minút alebo T2 = 0,7 hodiny.

3. Stabilizácia. Táto fáza si vyžaduje 30 minút až 1 hodinu. Nechajte to 45 minút alebo T3 = 0,75 hodiny.

4. Výber frakcie hlavy. Čas výberu „cieľov“ (T4) nezávisí od rýchlosti výberu. Na odstránenie všetkých nečistôt z kocky je potrebné, aby sa každý liter sypkej hmoty aspoň raz odparil a navštívil stĺpec. Vyžaduje si to 1 kW vykurovacieho výkonu na každý liter absolútneho alkoholu v kocke.

Prevádzkový výkon vo wattoch sa numericky rovná ploche prierezu stĺpca (S) v milimetroch štvorcových.

Množstvo absolútneho alkoholu (AS) sa určuje na základe objemu (SS) a jeho obsahu alkoholu.

T4 = AC / N (hodiny), kde:

AC = 0,4 x CC (liter);

N = 3,14 * d2 / 4/1 000 (kW);

d je vnútorný priemer kolóny (mm).

Odtiaľto dostaneme:

T4 = 510 * CC / d2 (hodiny), kde:

SS - objemovo 40% v litroch,

d je vnútorný priemer kolóny (mm2).

5. Výber opierky hlavy. Táto fáza je potrebná na vyčistenie dýzy od zvyškov hlavovej frakcie. Počet opierok hlavy závisí od prídržnej kapacity a objemu dýzy. Prídržná kapacita SPN 3,5 x 3,5 x 0,25 sa približne rovná 150 ml refluxu na 1 liter dýzy. Ak chcete kvalitatívne spláchnuť, musíte vybrať 2 - 3 zväzky, pre výpočty vezmeme - 2,5.

Ak chcete tento objem zobrať rýchlosťou 0,5 l / h, musíte stráviť 2 hodiny. Ak rýchlosť zvýšite na polovicu menovitej hodnoty, bude stačiť 1,2 hodiny bez ohľadu na priemer zásuvky.

Príliš nízka rýchlosť znižuje účinnosť čistenia a kvalitu alkoholu. Teraz však nejde o to, pre dnešnú úlohu vezmeme výberový čas ako maximum: T5 = 2 hodiny.

Objem výberu v litroch:

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

Vн - objem dýzy v litroch.

Ak sa predpokladá rýchlosť odberu vzoriek 0,5 l / h, potom doba odberu vzoriek:

T5 = 0,75 * Vn.

Ak sa vzorkovacia rýchlosť rovná polovici menovitej rýchlosti, potom sa vzhľadom na to, že nominálna rýchlosť vzorkovania Wnom v ml / h sa číselne rovná ploche prierezu kolóny v mm2, čas na výber opierok hlavy:

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

T5 = 0,75 * L (hodina), kde:

Výška stĺpca L v metroch.

Pri rýchlosti vzorkovania opierky hlavy rovnajúcej sa polovici nominálnej hodnoty sa čas vzorkovania v hodinách číselne rovná ¾ výšky stĺpca v metroch a nezávisí od priemeru stĺpca alebo objemu objemu..

6. Výber komerčného alkoholu. Počiatočná rýchlosť odberu vzorky v ml / hodina sa číselne rovná ploche prierezu kolóny (S) v mm. Na konci selekcie, aby sme zvýšili refluxný pomer a zvýšili separačnú schopnosť, sme znížili selekčnú rýchlosť 2,5-krát. Priemerná miera výberu „tela“ bude asi jeden a pol krát nižšia ako nominálna hodnota.

Objem obchodovateľného alkoholu je približne 80% AS vo veľkom.

Preto čas výberu „tela“:

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

T6 = 611 * CC / d2, kde:

SS - množstvo 40% surového alkoholu (1);

d je priemer zásuvky (mm).

7. Výber „chvostov“. Počet „chvostov“ sa približne rovná 10% hlasitosti reproduktorov v kocke. Vzorkovacia frekvencia sa približne rovná polovici nominálnej hodnoty.

T7 = 0,1 x 0,4 * CC / (S / (1 000 x 2)) = 80 x CC / S;

T7 = 102 * CC / d2.

8. Vytesnenie nečistôt zo stĺpca. Táto operácia trvá pol hodiny, T8 = 0,5.

9. Demontáž zariadenia a čistenie priestorov. Najmenej príjemné štádium, obvykle trvá do 1 hodiny, T9 = 1.

Celkový čas na opravu

Celkový čas potrebný na jeden opravný cyklus:

T = T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + T6 + T7 + T8 + T9;

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

Zjednodušiť a získať:

T = 5,45 + 1223 SS / d2.

Objem alkoholu (Vc) získaný v tomto čase je približne rovnaký ako 0,8 AU v kocke, straty spôsobené neodstrániteľnými „hlavami“ a zvyšok v kocke sa zanedbávajú..

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

Výkonnosť, s akou môžeme získať alkohol za hodinu práce so stĺpcom, sa dá vypočítať podľa vzorca:

Pr = Vc / T.

Praktické aspekty nápravy

Na základe získaného modelu sa pokúsime odpovedať na vzrušujúce otázky.

1. Skutočný výkon kolóny v závislosti od jej priemeru a objemu (l / h).

Počiatočná rýchlosť výberu „tela“ je oveľa vyššia ako skutočná výkonnosť stĺpca. Aby sme si mysleli, že pri menovitej kapacite 2-palcového stĺpca pri 1800 ml / h, je možné destiláciu 40 litrov surového liehu o sile 40% dokončiť za 9 hodín naivne.

Pri zohľadnení všetkých potrebných operácií bude skutočná produktivita takmer 3-krát nižšia. Rozdiel v produktivite stĺpcov 35 mm a 48 mm v skutočnosti nie je 800 ml / h, ako sa zdá na prvý pohľad, ale iba 250 ml / h. A to je veľa, pretože proces trvá viac ako jednu hodinu.

2. Pracovný čas cyklu (hodiny).

Graf ukazuje vplyv kubických objemov (os X) na celkový čas rektifikácie (os Y) pre rôzne priemery stĺpcov. Objemový štandard - tri štvrtiny objemu kocky. Je zrejmé, že niektoré možnosti konfigurácie sú neprimerané. Aby sme zhodnotili, aké bude vhodné použiť jednu alebo druhú možnosť, zvážime trvanie hlavných operácií.

3. Kľúčové pracovné miesta, ktoré si vyžadujú zásah operátora.

3.1. Čas od začiatku procesu do konca výberu „cieľov“ alebo prvého prístupu ku kocke na výmenu kontajnerov.

3.2. Ďalej vyberieme opierky hlavy na 2 hodiny pri polovičnej rýchlosti jazdy (nominálna). Pristúpime k stĺpu a zmeníme kontajner a pristúpime k výberu „tela“.

3.3. Výber tela sa skončí a budete musieť ísť do stĺpca pre výmenu jedál.

3.4. Výber „chvostov“ sa uskutoční.

3.5. Potom sa dostaneme k stĺpu a dokončíme prácu, ktorá trvá 1,5 hodiny.

zistenie

1. Čím väčší je objem kocky, tým vyššia je skutočná produktivita. Ale jeho pozdvihnutie nebude fungovať. Keď teplota v kocke dosiahne 90 - 92 stupňov, hydina a ďalšie medziprodukty začnú masívne opúšťať kocku a hromadia sa v tryske. Ak je objem príliš veľký, potom sa po nahromadení v spodnej časti stĺpca nečistoty začnú zvyšovať vyššie a dostanú sa do selekcie. Budeme musieť prepnúť na „chvosty“ skôr. Pri normálnom výkone by objem mal byť viac ako 10 objemov dýzy, ale menší ako 20 - aby nevynechali „chvosty“.

2. Optimálny objem 40% SS počas rektifikácie je 15 objemov balenia.