Автор Тема: Епюраційна колона з гідроселекцією  (Прочитано 24013 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18863
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Если сырцово-спиртовый контур сделать последним по ходу пара, то управляя подачей воды охлаждения и ориентируясь по температуре спирта, можно устранить возможность его закипания.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн Power ON

  • Мастер
  • ****
  • Забанен!
  • Сообщений: 933
  • Спасибо
  • -Отправлено: 241
  • -Получено: 228
За счет парциальной конденсации, на первых контурах, до сырцового контура придет высокоспиртуозный пар с "низкой" температурой.
Поидее  Сырец не закипит никада уже после первого контура с ГС водой.
И догреется ли осырец до нужной температуры, если будет последним контуром?
А для предотвращения сильного потока из ТСА, сырец может прогреваться и менее 60°С..

Лично я поставил бы водооборот роследним, по ходу паров в голове.

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18863
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Первым по ходу пара контуром должен быть контур гидроселекционной воды. Он сконденсирует примерно 40% пара, а значит обеспечит укрепление, допустим, порядка одной ступени.
Рассуждаю и считаю...
Если в деф придет пар, равновесный 18%-ной крепости на тарелке питания, он будет иметь (округляю до целых) крепость  67% и температуру 89оС.
Если первый (гидроселекционный) контур обеспечит укрепление на одну ступень, то после него пар будет иметь крепость 85% и температуру 81оС.
Если вторым по ходу пара контуром будет сырцовый (спиртовый) контур, то самогон 60% в нем точно не закипит (Ткип 82оС), и даже если там будет крепкий спирт с Ткип 78,3, я сомневаюсь, что произойдет вскипание. Так что не парюсь. Пусть греется.

Жидкостный отбор надо будет организовывать из-под первого контура, стараясь не смешивать первую флегму со второй и третьей . Эта флегма будет содержать относительно мало спирта, но больше, чем в последующих флегмах,  сивушных примесей. Для эффективного вывода головных примесей, стоит подумать о паровом отборе. Хотя, если его не будет, головные примеси быстро насытят дефлегматор и будут хорошо выводиться через нижний жидкостный отбор.
А для парового отбора голов можно устроить периодический их сброс по пару, останавливая на 3-5 секунд подачу доохлаждающей воды каждые 5-10-20 минут. Если понадобится.
« Последнее редактирование: 10-09-2018, 13:52:10 от Игорь »
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18863
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Если жидкостный отбор, отобранный из-под самого нижнего контура, будет расслаиваться, можно подумать о буферном отстойнике, отбирать только сивушный слой, а подсивушную воду отправлять на переработку, но сомневаюсь в целесообразности этого.
Во-первых, я сомневаюсь, что без промывки водой отобранная фракция будет расслаиваться - в ней будет не меньше 65% спирта.
Во-вторых, при отборе 5%, объем грязной фракции составит 1,5 литра с мешка сахара, в том числе 1 литр спирта. Если ли смысл заморачиваться из-за такого объема?
Наверное будет лучше накапливать эту фракцию, а потом отдельно перегонять с гидроселекцией, увеличивая отбор примесей с 5 по 10-20%.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн Power ON

  • Мастер
  • ****
  • Забанен!
  • Сообщений: 933
  • Спасибо
  • -Отправлено: 241
  • -Получено: 228
Я себе сделал декантатор. Попробую..
Всего Пару обрезко нержотруб и пару нержогофр со штуцерами..
Делов то..
73893-0

Что мешает держать крепость не 18%, а 17.. или 16?
Насколько я понял, если выводить примеси в виде СЭАК, то потери могут быть меньше 1%.


добавлено: 10-09-2018, 17:29:17
Игорь, У меня еще несколько вопросов по эпюрации накопилось. Озвучу.

1. Колона имеет косвенный нагрев.
Если в Кубе держать 18%об (точка 4 на картинке), то какая спиртуозность будет в точках 3 и 2, 1 и 0?
Может надо держать 16...17...18% в точке 0 - под дефлегматором? тада какая спиртуозность будет в других точках?


2. Как будет дальше перерабатываться эпюрат после ЭК с ГС, у которого будет спиртуозность 18%?
Критично ли для дальнейшей переработки спиртуозность 15%об?

3. Може эту же ЭК с ГС колонну перенастроить в режим РК и прогнать эпюрат, для отсечения воды?
И после укрепления эпюрата до 90+%?, пустить сырец№2 на кубовую РК, с целью отсечения метанола и оставшихся головных?
« Последнее редактирование: 10-09-2018, 18:13:23 от Power ON »

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18863
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Я себе сделал декантатор.
Я делал прозрачный декантатор для работы на возврате флегмы кубовой ректификационной колонны. Вся флегма стекала в стеклянную бутылку, заполняла ее доверху, и после этого  из нижнего уровня начинала стекать в куб. В середине банки я сделал вывод с краном с целью не пустить сивушное масло в куб - сливать через этот кран сивушное масло когда оно отстоится и его нижний уровень уровень опустится ниже этого выхода. Ничего не получилось. Сивуха не расслаивалась, система была гомогенной.
2. Как будет дальше перерабатываться эпюрат после ЭК с ГС, у которого будет спиртуозность 18%? Критично ли для дальнейшей переработки спиртуозность 15%об? 3. Може эту же ЭК с ГС колонну перенастроить в режим РК и прогнать эпюрат, для отсечения воды? И после укрепления эпюрата до 90+%?, пустить сырец№2 на кубовую РК, с целью отсечения метанола и оставшихся головных?

Я не планирую пока использовать непрерывную ректификационную колонну. Мне кажется, что на непрерывной я не добьюсь нужного качества спирта. Но укрепить эпюрат нужно. Для этого можно использовать НБК, загоняя в нее эпюрат хоть 18, хоть 15, хоть даже 10%.
Если в Кубе держать 18%об (точка 4 на картинке), то какая спиртуозность будет в точках 3 и 2, 1 и 0?
Может надо держать 16...17...18% в точке 0 - под дефлегматором? тада какая спиртуозность будет в других точках?
18- не догма, я вообще думаю держать 12% на выходе из ЭК. Посмотрим как будут отводиться примеси. Какая будет спиртуозность можно просто проинтерполировать кривые с графика Никитиной.
Сейчас сделаю.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18863
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Растянул график Никитиной и приделал сверху и снизу нормальные шкалы, вверху в молярных и объемных, внизу только в объемных процентах.
Если надо сделать другую шкалу, достаточно взять карандаш и на распечатке нарисовать линию на пропорциональном расстоянии от двух соседних, "фирменных".
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18863
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Предыдущие таблички вдохновили сделать калькулятор, так как использовать таблички неудобно...
При гидроселекции связаны воедино семь параметров.
  • Крепость сырца     
  • Мощность нагрева     
  • %об на тарелке питания 
  • Коэффициент гидроселекции
  • Удельный нагрев
  • Подача сырца
  • Подача воды
Четыре из них нужно задать, остальные можно высчитать. Это и делает калькулятор, выполняющий любой из восьми видов расчета.
Два параметра - мощность и крепость - задаются для всех видов расчета и результатом расчета не будут.
Два параметра их оставшихся пяти можно задать в желтых ячейках, остальные три параметра будут выполнены автоматически в той-же табличке.
Варианты, при которых не задана ни подача воды, ни коэффициент гидроселекции, решения не имеют. и табличек для решения таких задач нет.

Все как всегда. В желтых ячейках задаем мощность, крепость сырца, и в любой из восьми табличек задаем два других параметра.
В этой-же табличке получаем результаты расчета.
Страничка запаролена для защиты от случайной порчи. Пароль - единичка.
Макросы в расчете не используются.
« Последнее редактирование: 11-09-2018, 05:16:01 от Игорь »
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн Power ON

  • Мастер
  • ****
  • Забанен!
  • Сообщений: 933
  • Спасибо
  • -Отправлено: 241
  • -Получено: 228
18- не догма, я вообще думаю держать 12% на выходе из ЭК. Посмотрим как будут отводиться примеси.
Так ты же получишь полноценную РАЗГОННУЮ КОЛОННУ!!
А в букварях они все оборудованы декантаторами!

Лан, не буду сильно настаивать на оснащении твоей колонны декантатором сразу, прост Рекомендую при создании головы, заложить возможность подключения внешнего декантатора, напотом...

Для упрощения рассуждений, примем что выходящая из куба спиртуозность эпюрата равна спиртуозности флегмы перед головой,
В учебниках сказано, что Расслаиваться примеси в декантаторе начинают уже с ~64%об. и ниже..
Допустим в колонна выделяет ~100% головных и ~70% промежуточных.
Допустим в исходном 1л сырца ~3000мг промежуточных и ~1000мг головных.
Для примесей идущих в декантатор получаем соотношение 1000:(3000*70%) = ~1:2
Если держать 12% вверху колонны, то в голову будет поступать пар с спиртуозностью ~60%(для упрощения счета).
Чрез декантатор может циркулировать жидкость в которой будет (цыфры примерные):
40% вода
21% этанол
13% "головные"
26% "промежуточные"
Насколько я понимаю в примесях, то почти 40% ("головные"+"промежуточные") они все ж гидрофобные? Это ж они должны на ~50% водоэтанольной основе "отслаиваться"?
« Последнее редактирование: 11-09-2018, 10:30:21 от Power ON »

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18863
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Так ты же получишь полноценную РАЗГОННУЮ КОЛОННУ!!
Я так с самого начала и задумал. Именно поэтому во всех расчетах фигурируют две крепости сырца - 60% (самогон) и 96% (грязный спирт)
Чрез декантатор может циркулировать жидкость в которой будет (цыфры примерные):
40% вода
21% этанол
13% "головные"
26% "промежуточные"
Не торопись с такими выводами. При концентрации примесей выше 2% от количества спирта, они уже не ведут себя как примеси, а скорее как равноправные составляющие части раствора. Расчет по коэффициентам ректификации в таких условиях уже не работает, и фактический результат может непредсказуемо отличаться от любых предположений и зависеть от конкретного состава примесей.
Но все-же, есть моменты, которые можно просчитать достаточно точно и не витать в области "примерных цифр".
Что можно предположить с высокой степенью достоверности - это что весь объем головных примесей (или львиная их доля) будет выводиться с потоком головного отбора. В таком случае, после насыщения колонны спиртом и примесями, количество (вес) головных примесей в выводимой верхней фракции будет равен их весу в потоке вводимого сырца.
Вроде логично.
Тогда считаем...
Допустим, сырец содержит 1000 мг голов на литр вводимого спирта.
Допустим, наша колонна полностью их собрала, и в непрерывном режиме полностью отдает в верхний отбор.
Если в отбор попадает 4% от объема спирта (0,04 литра), то выведенные с этим объемом спирта 1000 мг голов будут иметь концентрацию 1000 мг на 0,04 литра, или 25 грамм (31 миллилитр) на литр спирта, а это всего 3,1%.
Другими словами...
При концентрации в сырце 1000 мг головных примесей, при отборе голов в объеме 4% по спирту, количество (вес  или объем) спирта в выводимом потоке всегда будет в 30 раз больше количества головных примесей.
Поэтому твои предположения "21% этанол-13% головные" кажутся слишком радужными.
Даже если колонна будет разделять великолепно и сможет выводить все головы при отборе 1%, ситуация изменится незначительно.
1000 мг примесей в таком случае будут выведены в составе 10-ти мл спирта, их концентрация в отборе составит 100 грамм на литр, или 12,5% от количества спирта. Даже при таком оптимистичном прогнозе (1% отбора), спирта в отбираемой фракции будет в 8 раз больше, чем примеси. И соотношение спирт-примесь "21-13" тоже выглядит нереалистично.

Теперь промежуточные. Посчитаю аналогично, по твоим исходным данным и по данным от Никитиной для Lg/G=5 (выводится 2/3 сивухи)
Каждый литр спирта на входе приносит 3 грамма сивухи. В колонне сивуха не рождается и не исчезает, а разделяется на 3 равные части, одна из которых уходит в нижний отбор (в эпюрат), а две уходят в поток верхнего отбора.
если поток верхнего отбора составляет 4% от количества вводимого спирта, то спирта выводится по 40 мл на каждый литр подачи, и этим 40-ка мл сопутствует 2 грамма промежуточных примесей, или 2,5 мл.
это говорит о том, что концентрация спирта и промежуточных примесей в головной фракции будет соотноситься как 40:2,5. То есть количество (вес, объем или процент) этанола в верхнем отборе будет в 16 раз больше количества сивухи.
А если удастся работать с одним процентом отбора, этанола будет в 4 раза больше, чем промежуточных.
И твой прогноз по соотношению этанола к промежуточным как 21 к 26 тоже не реалистичен

Теперь время ввести корректировку.
Головные примеси сопутствуют не только этиловому спирту, но и другим спиртам тоже.
И высшие спирты растворяются и сопутствуют не только этанолу. Головным примесям они сопутствуют тоже. Поэтому расчет количества примесей логично вести не в пересчете на этанол, а на сумму этанола и остальных примесей.
Это задача с "циклической ссылкой", эксель ее не решит. Сейчас вручную сделаю несколько итераций для отбора 4%. Кстати, 4% буду считать не по объему только этанола в отборе, а по сумме объема всей летучей части.

Продолжение следует...

« Последнее редактирование: 11-09-2018, 11:11:07 от Игорь »
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн Power ON

  • Мастер
  • ****
  • Забанен!
  • Сообщений: 933
  • Спасибо
  • -Отправлено: 241
  • -Получено: 228
Еще вопросы:
- высота исчерпываюшей части?
- высота укрепляющей части?
- высота кипятильника?
- высота головы?
- высота потолка?
Это я к чему... В идеале, чем выше исчерпывающая часть, тем лучше вывариваются примеси с эпюрата. Чем выше укрепляющая часть, тем концентрированее примеси выводятся - меньше потерь.
Лично я бы делал укрепляющую часть в 10..12ТТ, а исчерпывающую максимальной высоты, сколько позволяет обстановка, вплоть до  40...50ТТ!!

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18863
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
В моих планах две царги - 90 и 60 см. Дефлегматор займет не больше 30 см. Кипятильник у меня имеет высоту сантиметров 70 от пола. Общая высота 2,5 метра. Делать больше пока не буду.
Пока продолжаю свое предыдущее сообщение. Ты натолкнул меня на простые расчеты материального баланса такой колонны, результаты на подходе.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18863
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
О высоте.
При таких мизерных отборах, ВЭТТ травленой насадки 3,5 в любом случае не больше 30 мм.
Значит царга высотой 60 см - это 20 ТТ в концентрирующей части, а 90 см в разгонной - это 30 ТТ. Наверное можно изменить соотношение - сделать метр и 50 см.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18863
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Это задача с "циклической ссылкой", эксель ее не решит

напрасно я усомнился в возможностях экселя...
Задача решена и новый калькулятор рожден.
Выводы такие...
Если в сырце:
- концентрация головных примесей составляет 1 грамм на литр;
- концентрация промежуточных примесей - 3 грамма на литр;
- процент отбора летучей части - 4% по объему спирта;
- коэффициент очистки от головных примесей - 100%;
- от промежуточных  - 66,7%ж
-крепость на тарелке питания обеспечивает крепость отбора голов 60%, то отбираемая верхняя  фракция имеет такой состав в объемных процентах...
Вода - 40,0%
Этанол - 54,3%
Головные - 1,9%
Промежуточные - 3,7%
... или в весовых процентах...
Вода - 45,5%
Этанол - 49,4%
Головные - 1,7%
Промежуточные - 3,4%
И тот, и другой варианты очень отличаются от твоих примерных цифр (кроме воды ;) )
Цитировать (выделенное)
40% вода
21% этанол
13% "головные"
26% "промежуточные"
Я все время говорю, что ты всегда строишь чрезмерно оптимистичные прогнозы. :)

Все расчеты (кроме вычисления спиртуозности отбора) сделаны без никаких хитростей, простой арифметикой материального баланса.
Через пару минут я прикреплю калькулятор, в нем как обычно - лист запаролен, менять можно только красные цифры в желтых клетках. Пароль единичка. Этот расчет потребует разрешения для макросов (макрос считает крепость в отборе через крепость на тарелке питания).
Результат описанного расчета прикреплен.
Через пару минут прикреплю и файл с расчетом.


Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.

Оффлайн ИгорьАвтор темы

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 18863
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1210
  • -Получено: 13445
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Соединил позавчерашний и сегодняшний калькуляторы в один файл.
Віриш ти в Бога чи ні, йому байдуже.
Важливо, щоб Бог в тебе вірив, а не навпаки.