Назначение схемы
В трёхколонной последовательности, описанной в книге под редакцией И. И. Воронцова, я прослеживаю очистку начиная с отделения летучего спиртового потока от кислой жидкости. Затем выполняется укрепление спирта и лишь после него отдельное удаление головных примесей. Здесь я разбираю разделение уже полученной смеси, а не её химическое получение.
Предварительная отпарка
Жидкое питание поступает в отпарную колонну. Кислая нижняя жидкость выводится через регулятор в отдельный сборник. Верхний поток содержит спирт, воду и более летучие примеси. Часть пара конденсируется в её дефлегматоре и возвращается в первую колонну; оставшаяся паровая часть поступает во вторую колонну. Здесь в отличие от простой передачи жидкого кубового остатка между стадиями переносится паровая ветвь.
Укрепление перед головной очисткой
Во второй колонне спирт укрепляется без предварительной эпюрации этого потока. Нижняя вода отводится отдельно. Верхний пар частично конденсируется в собственном дефлегматоре, а оставшаяся паровая часть направляется в окончательную колонну, названную в книге эфирной. Таким образом, отделение головных примесей вынесено в конец цепи. По порядку укрепления и последующей головной очистки я сопоставляю эту часть установки со схемой Ильгеса; здесь, однако, перед ней добавлена отпарка кислого питания.
Где выходит основной продукт
В окончательной колонне спирт является менее летучим по отношению к отделяемым головным примесям и выходит снизу через гидравлический затвор и холодильник в сборник основного продукта. Верхняя ветвь проходит дефлегматор, возвращающий флегму в ту же колонну; несконденсировавшийся пар поступает в отдельный конденсатор-холодильник и затем к сбору головной фракции. Название «спирт» поэтому не означает верхнего отбора из каждого аппарата.
Три тепловые границы
В тепловой схеме я различаю косвенный обогрев первой колонны через внутреннюю греющую поверхность, непосредственный ввод пара во вторую и косвенный обогрев окончательной колонны отдельным кипятильником. У прямого ввода пар становится частью материального потока; у целой разделяющей стенки он принадлежит отдельному контуру. Поэтому я не переношу один и тот же баланс обогрева на все три колонны.
Материалы, унос и качество разделения
В историческом исполнении внутренняя обкладка первой колонны и трубы её нагревателя выполнены из свинца. Я рассматриваю это как описание прежней конструкции, а не как современный выбор материала для кислой среды. Само назначение отпарной колонны не гарантирует полного отсутствия кислоты в верхнем потоке: возможные механические переносы и спецификация продукта требуют отдельной проверки. Сокращённая схема не задаёт геометрию дефлегматоров, арматуру или допустимые давления. Нижняя кислая жидкость образует отдельный поток; её последующую переработку я здесь не разбираю.
Связанные разборы
- Двухколонная схема Ильгеса с завершающим удалением лёгких примесей
- Трёхколонная очистка метанола с двумя эпюрациями
- Косвенный обогрев паром
- Кольцевой барботер прямого ввода пара
- Поплавковый регулятор периодического слива жидкости
Для сопоставления: Установка Гильома с окончательной и сивушной колоннами.
Источники и материалы
Источники
«Ректификация в органической химической промышленности», под редакцией И. И. Воронцова. ГОНТИ НКТП, 1938. Глава XIII, с. 224–226, рис. 123 на с. 225. Для сопоставления со схемой Ильгеса — с. 120–121.