В ректификационной колонне происходит собственно ректификация (укрепление спиртовых паров и освобождение ректификуемого спирта от имеющихся в нем примесей). Сначала выделяются головные примеси. Несмотря на незначительное содержание в спирте головных примесей, процесс выделения их на периодически действующих ректификационных аппаратах является наиболее трудным и продолжительным. Выделить все головные примеси не удается, и они долго сопровождают ректификуемый спирт.
После отбора головных примесей из спирта, находящегося в кубе начинается собственно ректификация, или укрепление этилового спирта, и длится она до тех пор, пока не начнут выделяться хвостовые примеси.
Выделением хвостовых примесей заканчивается процесс работы ректификационной колонны. Из ректификационной колонны все примеси и готовая продукция получаются в виде спиртового пара, который поступает в дефлегматор и холодильник.
Колонна состоит из нескольких частей, или звеньев (царг), соединенных между собой железными фланцами. Ректификационную колонну всегда ставят выше куба для того, чтобы прогон (флегма) мог поступать в него самотеком. Обычно колонну устанавливают на крыше железного куба. В случае необходимости ее можно устанавливать и отдельно от куба-на балках или кронштейнах. Расположение колонны непосредственно на кубе несравненно проще и дает большую устойчивость, но зато установка колонны отдельно от вертикального куба, дает возможность не снимать и не разбирать колонну для того, чтобы вынуть змеевики из куба. (Правда, надобность в выемке змеевиков встречается очень редко).
Ректификационные колонны соответственно конструкции из тарелок называются ситовыми и копачными. В колпачных колоннах применяется разнообразные колпачки: круглые, кольцеобразные и щелевые. Колпачные ректификационные колонны в сечении делаются круглыми либо прямоугольными. При ситовой ректификационной колонне самая нижняя тарелка всегда делается с одним центральным колпаком (по типу обыкновенной бражной тарелки). Сливную трубку погружают в жидкость куба возможно глубже, для того чтобы конец ее был погружен в перегоняемую жидкость до самого конца сгонки. Если вы желаете купить ректификационную колонну нашей фирмы Рект-лисс, перейдите в раздел контакты и получите полную консультацию по данной теме.
Если ректификационная колонна установлена отдельно от куба, то на куба устанавливают промежуточную колонну (называемую пеноломом), внутри которой имеется перегородка, задерживающая капли, уносимые спиртовым паром из куба. Поступающий в промежуточную колонну спиртовой пар поднимается вверх и, огибая перегородку, направляется через боковой штуцер в нижнюю часть ректификационной колонны под первую снизу тарелку.
В таком случае нижнее дно устанавливается со сливным штуцером для отводов погона из колонны в нижнюю часть куба. Очень важно, чтобы штуцер на промежуточной колонне имел достаточные размеры, иначе при большой скорости спиртового пара в соединительной спиртовой трубе ректификационная колонна будет работать с меньшей производительностью. Максимальная производительность ректификационной колонны получается в том случае, когда площадь штуцера равна площади всех отверстий ректификационной тарелки этой колонны. Во всяком случае площадь штуцера, по которому спиртовой пар поступает в колонну, не должна быть меньше половины площади отверстий тарелки, через которые спиртовой пар поступает в ректификационную колонну. Однако в этом случае давление в куба аппарата несколько повышается.
Производительность колонны также повышается, если установить дополнительный штуцер для отвода спиртовых паров из куба. Производительность ректификационной колонны, стоящей отдельно от куба, сильно зависит от площади соединительного штуцера. Так, производительность отдельно стоящей колонны, получающей спиртовой пар по штуцеру, площадь сечения которого в три раза меньше площади живого сечения ректификационной тарелки, на 40-50% меньше производительности колонны тех же размеров и работающей в одинаковых условиях, но стоящей на кубе.
Точно так же крайне важно правильно устроить отвод спиртового пара из колонны в дефлегматор и холодильник. Не следует ставить отводящие трубы слишком маленького диаметра, так как они требуют повышенного давления, и кроме того количество спиртового пара, отводимого из колонны и дефлегматора, сокращается.
Ректификационная колонна должна быть оборудована следующей арматурой:
краном в верхней части колонны для промывки ее водой; паровым вентилем для пропаривания паром; дроссельным клапаном, закрывающим отверстие для выхода паров из колонны при пропаривании ее, и воздушным клапаном на крышке колонны для автоматического впуска воздуха в случае внезапного образования вакуума внутри ректификационной колонны.
Тарелки ректификационной колонны. Самыми простыми в тоже время наиболее дешевыми тарелками являются ситовые. Чем длиннее путь проходимый погоном в колонне, и чем длиннее линия, по которой пары проникают сквозь погон (флегму), тем лучшего качества получается ректификат; при более длинном пути погон отдает большее количество заключающегося в нем спирта, а при длинной линии барботажа пара сквозь погон кипение последнего происходит спокойнее-без перебрызгивания с нижний тарелок на верхние. В ректификационных колоннах применяются тарелки следующих систем: ситовые, спиртовые тарелки двойной выварки, тарелки с многими круглыми колпачками, с кольцеобразными и с прямыми колпачками (щелевыми).
Ситовые тарелки имеют плоское дно. Диаметр просверленных отверстий равен 2,5-3,5 мм. Для стока погона между ситами расположены сливные трубки (рис 8).
Спиртовой пар, поднимаясь сквозь отверстия сита вверх, не позволяет погону (флегме), собирающемуся на сите, протекать через отверстия вниз. Погон остается на сите до тех пор, пока уровень его не поднимется выше края сливной трубы и излишек погона не начнет стекать вниз.
Сливная трубка имеет гидравлический затвор. Ее нижний конец спускают в сливную чашку, всегда заполненную погоном. Пар проходя сквозь слой погона тонкими струйками конденсируется, погон нагревается и начинает кипеть, т. е. Происходит собственно ректификация.
Ситовые тарелки не удобны в работе, так как при остановке аппарата и падении давления все содержимое тарелок стекает через отверстия сит в куб; в связи с этим при возобновлении работы аппарата приходится затрачивать время на приведение колоны в то состояние, в котором она находилась перед остановкой.
Достоинством ситовых тарелок является и дешевизна, простота изготовления и малый вес по сравнению с тарелками других систем. Коэффициент полезного действия ситовых тарелок колеблется от 0,6 до0,8 в зависимости от их размеров и способа изготовления. При работе с ситовыми тарелками особенно важно соблюдать горизонтальность их расположения. Во избежании прогиба тарелок у колонн больших диаметров такие тарелки скрепляют стяжными болтами с расположенными трубками между отдельными тарелками. При прогибе тарелок сильно снижается коэффициент их полезного действия. При установке сита должны плотно прилегать к стенкам корпуса колонны.
Величину ситовых тарелок устанавливают в зависимости от скорости движения пара через отверстия в ситах. В среднем она равна 5-6м/сек и больше.
Объем спиртовых паров, поднимающихся с верхней тарелки ректификационной колонны в 1 сек., равен секундной производительности колонны, принимаемой равной единице плюс погон, возвращающийся из дефлегматора. Количество возвращающегося погона зависит от числа тарелок и от крепости готовой продукции. При крепости получаемого с аппарата ректификата в 95,5-95,7° по Траллесу погонное число равно 2-2,5 и может достигать 3. Следовательно, в первом случае объем поднимающихся в 1 сек паров будет 2,0+1=3,0 объема секундной производительности аппарата.
