Производство витаминов из растительного и животного сырья - Шнайдман Л.О.
Скачать (прямая ссылка):
При конденсации паровой фазы будет в первую очередь снижаться количество высококипящего компонента — воды, т. е. в
Рис. 64. Схема трехкратной дистилляции первых порциях конденсата будет преобладать вода над спиртом. Таким образом, конденсируя часть паров, мы обогащаем вторую часть паров легкокипящей фракции. Отсюда следует, что при помощи дистилляции части смеси и конденсации части паровой фазы можно добиться получения обогащенной низкокипящим растворителем фракции. Однако полное разделение жидкостей возможно лишь при многократной дистилляции. На рис. 64 показана схема трехкратной дистилляции, при которой концентрация спирта Х]<Схэ<^х3 повышается от сосуда / к сосуду III, а температура кипения понижается от сосуда I к сосуду III. Жидкость
в сосуде I закипает при температуре t\ и пары с содержанием спирта х2 поступают в сосуд II.
При этом жидкость в сосуде I обедняется спиртом. Пары сосуда / подогревают жидкость в сосуде II до температуры кипения t2<Ctl. Пары из сосуда II с концентрацией спирта х2<Схз постукают в сосуд III.
Так как в сосуд II поступили пары с содержанием спирта х2, а удалились пары с большим содержанием спирта (х3), то в сосуде II /также произошло обеднение жидкости спиртом. Пары, вышедшие из сосуда II, за счет этого обогатились спиртом.
Такое же явление происходит в сосуде III. При увеличении числа сосудов до 15—20 можно достигнуть полного разделения жидкости, т. е. ректификации ее.
Паровая смесь из последнего сосуда поступает в дефлегматор, где частичной конденсацией можно ее еще более обогатить спиртом, так как в первой фракции конденсата будут преобладать пары воды. Получаемый конденсат возвращают обратно в сосуд III, а из последнего в сосуд II и затем в сосуд /. Из дефлегматора
1 пары поступают в конденсатор 2, жидкий спирт стекает в сборник. 3.
Частичная конденсация паров с целью их обогащения легко кипящим компонентом называется дефлегмацией. Конденсатор, применяемый для этого процесса, называется дефлегматором, а получаемый конденсат—флегмой.
Устройство и типы ректификационных аппаратов
В современных ректификационных аппаратах многократная дистилляция достигается благодаря специальному их устройству. Аппарат представляет собой высокий цилиндр, в котором осуществляется противоток паров, подымающихся вверх, и жидкости, стекающей вниз. По внутреннему устройству колонны делятся на тарельчатые и насадочные.
На рис. 65 показано устройство тарельчатой колонны .1, в которой вмонтированы тарелки 2 с трубками 3 в центре. Трубки перекрыты сверху колпачками 4 таким образом, что между ними остается кольцевой зазор для проникновения паров. Тарелки соединяются между собой переливными трубками 5, спускаемыми в чашечки 6, служащие гидравлическим затвором. Колонка работает следующим образом.
Флегма поступает на верхнюю тарелку. Когда жидкость поднимается выше трубочки 5, она рИс. 65. Устройство через нее направляется вниз, в нижележащую тарелки ^ректифика-тарелку. В это время пары с нижележащей та- ционной колонны релки поднимаются вверх и направляются в трубку 3, проходят через слой жидкости, подогревая ее, выделяют пары низкокипящей фракции, а сами конденсируются.
Таким образом создается непрерывный противоток флегмы и паров, причем флегма течет сверху вниз через переливные трубки 5, а пары проходят через трубки 3 барботируют, выделяя из жидкости пары низкокипящей фракции, а сами конденсируются.
В колоннах с насадкой роль тарелок играют инертные тела, заполняющие корпус колонны. В качестве таких тел применяют керамиковые кольца Рашига.
Ректификационные аппараты бывают двух типов: а) периодического и б) непрерывного действия. На рис. 66 показана схема ректификационной установки периодического действия, состоящая из перегонного куба 1, колонны 2, дефлегматора 3, холодилЫника-конденсатора 4, контрольного фонаря 5 и сбо^рника дистиллята 6. В куб загружают бинарную смесь и змеевиком подогревают ее до кипения. Образующийся пар поступает в нижнюю часть колонны, где он, проходя через слой жидкости на нижней тарелке, конденсируется. При этом он подогревает жидкость на тарелке до кипения.
Рис. 66. Ректификационный аппарат периодического действия
Образующийся пар несколько обогащен легкокипящим компонентом. Он поднимается ко второй тарелке и, проходя через слой жидкости на ней, испдряет жидкость, а получаемые при этом пары еще более обогащаются легкокипящим компонентом и т. д. Пар, поднимающийся с верхней тарелки, поступает в дефлегматор 3, где частично конденсируется, и в виде флегмы поступает на верхнюю тарелку колоцны, заполняет ее .и через сливную трубку стекает на нижележащую тарелку и т. д., пока не поступает в куб. Несконден-сировавшийся пар из дефлегматора 3 поступает в холодильник-конденсатор 4, где конденсируется в дистиллят, собираемый в приемнике 6.
На рис. 67 показана схема непрерывнодействующей ректификационной установки, состоящей из напорного резервуара 1, подогревателя жидкости 2, нижней колонны 3 для исчерпывания, верхней колонны 4 для укрепления низкокипящим компонентом, дефлегматора 5, холодильника-конденсатора 6, приемника дистиллята 7 и сборника 8 для высококипящего компонента.
