Основной путь проходит 1 → 2 → 3, готовый продукт выходит снизу блока 3. Боковые отборы из 1 и 2 питают отдельный аппарат 4. Его головной пар поступает в 6, а конденсат разделяется между возвратом в 4 и эпюрацией 1. Аналогично конденсат из 7 делится между флегмой в 3 и возвратом головной части на эпюрацию. Точки обозначают разделение потоков, мостики — пересечения без соединения. Штрихом выделены паровые головные ветви; остальные линии обозначают названные материальные связи, не назначая фазовое состояние каждому непоказанному промежуточному узлу.
Аккумулятор 5 принимает часть жидкости из основной колонны и возвращает её в выварную часть, включённую здесь в блок 2; он не является последовательной ступенью всего продукта. Положения вводов и отборов условны. Внешнее питание, водный контур разбавления, головные аппараты эпюрации, маслоотделитель, хвостовые и водные выходы, холодильник конечного продукта, газовый отвод, обогрев и контрольная арматура не показаны. Неоднозначная в тексте точка возврата промывной воды не назначена. Это схема выбранных связей, не полный материальный баланс или монтажный чертёж.
Основной поток и боковые ветви
В установке Гильома я разделяю две задачи: довести основной спиртовой поток до конечного продукта и отдельно переработать боковые потоки с примесями. В книге под редакцией И. И. Воронцова для этого соединены предварительная эпюрация — удаление головных примесей, основная ректификация, окончательная очистка и сивушная колонна. Последняя обслуживает боковые ветви нескольких аппаратов, а не пропускает через себя весь основной поток.
Основной путь
Питание через рекуператор поступает в эпюрационную колонну. Её верхний пар проходит дефлегматор, возвращающий флегму в ту же колонну, и затем конденсатор, откуда головной продукт отводится отдельно. Жидкость, очищенная от значительной части головных примесей, поступает в выварную часть основной ректификационной колонны, связанную с её укрепляющей частью. Уходящая снизу лютерная вода используется для подогрева питания, а также для его разбавления непосредственно в эпюрационной колонне. Я различаю здесь тепловую связь через рекуператор и непосредственное добавление воды: одинаковый источник воды ещё не делает эти операции одной и той же.
Аккумулятор как особый узел
Аккумулятор основной колонны предназначен для сглаживания изменений количества и состава питания. Жидкость со специальной тарелки направляется в его приёмник, медленно циркулирует и по отдельной трубе возвращается в выварную часть. Однако уже в самой книге полезность этого узла названа спорной: приводится мнение, что достаточным буфером служит жидкость на обычных тарелках, а устойчивость работы обеспечивается регулированием пара и питания. Поэтому я показываю назначение аккумулятора, но не объявляю его безусловным улучшением. Это отдельная циркуляция при основной колонне, а не ещё одна последовательная ступень очистки всего потока.
Самостоятельная сивушная ветвь
Боковые потоки из основной ректификационной и эпюрационной колонн направляются в дополнительную сивушную колонну. Её верхний пар конденсируется; часть конденсата возвращается в неё как флегма, другая часть идёт на эпюрацию. Масляная фракция отбирается с нижних тарелок и промывается водой в маслоотделителе, чтобы извлечь оставшийся спирт. Отделённая промывная вода возвращается в колонный контур. Точную точку её ввода я здесь не назначаю: в соответствующей фразе книги колонна названа без номера. Нижний водный выход сивушной колонны и боковой масляный отбор при этом остаются разными потоками.
Окончательная колонна и конечный продукт
После основной ректификации спиртовой поток проходит окончательную колонну. Лёгкие примеси уходят вверх; в верхнем конденсационном узле часть жидкости возвращается как флегма в ту же колонну, часть головного потока направляется на эпюрацию, а неконденсируемый газ имеет отдельный отвод. Основной продукт выходит снизу окончательной колонны через холодильник и контрольный фонарь. Ещё одно различие я отмечаю в обогреве: у окончательной колонны пар отделён от продукта закрытой греющей поверхностью, остальные колонны в описанном исполнении нагреваются непосредственным вводом пара через барботеры. Для материального баланса это не взаимозаменяемые способы подвода теплоты.
Отличия от Барбе
При сопоставлении с Барбе я прежде всего смотрю на маршруты продукта и примесей. В двухколонной системе Барбе основной очищаемый продукт отбирается жидкостью сбоку второй колонны; у Гильома для окончательной очистки выделен отдельный аппарат с нижним продуктовым выходом. В трёхколонном варианте Барбе дополнительная колонна возвращает нижнюю смесь во вторую. Здесь самостоятельная сивушная колонна принимает несколько боковых потоков и возвращает часть верхнего конденсата на эпюрацию. Похожее название дополнительной колонны ещё не означает одинаковой работы контура.
Связанные карточки
- Двухколонная установка Барбе с боковым продуктом и возвратом головного потока
- Трёхколонная схема Барбе с возвратом из дополнительной колонны
- Отпарка кислого питания и окончательная головная очистка спирта
- Непрерывная ректификация
- Гидростатический парорегулятор Саваля
Для сопоставления: Ацетоно-бутанольная установка с последовательным разделением.
Источники и материалы
Литература
«Ректификация в органической химической промышленности», под редакцией И. И. Воронцова. ГОНТИ НКТП, 1938. Глава XIII, с. 226–229, рис. 124 на с. 227. Описание установки Гильома, аккумулятора, сивушных потоков и окончательной очистки. Для сопоставления с двух- и трёхколонными схемами Барбе — с. 213–220, 120–121.