Выход СС при дистилляции

[Игорь]

У нас данные из справочников Стабникова разных годов выпуска.
Вот как я получаю данные для таблиц.



Шаг1. Берем таблицу из Стабникова.
[attach=1]
Шаг 2. Выбираем две строки по обе стороны от интересующего нас значения (отмечены красным) и интерполируем...
[attachimg=2]
Шаз 3. Получаем результат.
При кубовой температуре 99.5*С, содержание спирта в кубе составляет 0,48 массовых процента, а в паровой фазе - 6,91 массовый процент. Из какого Стабникова взяты 3.8%мас я не понимаю.

От массовых процентов я перехожу к объемным точно таким-же способом, только использую другую таблицу....
Шаг 4 и 5. Берем таблицу и выбираем строки выше и ниже интересующего нас значения.
[attach=4]
Шаг 6. Интерполируем и получаем результат.
[attachimg=3]
Ничего сложного.
Когда я делал таблицу, такие шаги пришлось сделать сотни раз. Разумеется, я не делал это сам, использовал помощника, которого зовут Эксель Майкрософтович.
Рбота была несколько сложнее. Считал вес спирта и воды в кубе, определял сколько воды и спирта испарит порция энергии, подаваемая в куб за минуту. Это количество воды и спирта читывал как добавку к отбору, из кубовых количеств отнимал испаренные и повторял расчет до тех пор, пока количество спирта в кубе не станет ничтожным.
Для каждой минуты рассчитывал массы воды и спирта в кубе, в порции отбора и в суммарном отборе, по соотношению этих масс определял массовые концентрации, из них - объемные... Работа не малая, спасибо Экселю, без него бы я и не взялся за неё.

никогда бы не было если бы крепость в струе при 99.5С

Речь идет о температуре ниже ватерлинии кипящего куба, а не о температуре, которую показывает градусник. Это не одно и то-же.

[crofNN]

Вот в этой таблице из книги "Перегонка и ректификация этилового спирта. В.Н. Стабников, 1969 год" таблица 1-10, страницы 44-46. Я что-то не так понимаю или не то читаю?

добавлено: 23-03-2016, 10:47:47
Проанализировал данные из обоих Стабниковских таблиц. Игорь опирается на книгу "Этиловый спирт. В.Н. Стабников, 1976", страницы 128-133, я - на "Перегонка и ректификация этилового спирта. В.Н. Стабников, 1969 год" страницы 44-46. Получил интересный результат.
От tкип 78.15С до примерно 96С разница в данных содержания спирта в жидкости и пару составляет буквально несколько единиц процентов (в относительных величинах), а от 96С до 99.9С (при малых концентрациях спирта) разница составляет десятки и сотни процентов. Как пример, при tкип 99.5С по Игоря данным %мас. пара = 6.91, по моим - 3.8. У Игоря больше на 81.84% !!!

Теперь вот и загадка на какие данные опираться при малых концентрациях спирта.

[Игорь]

crofNN,  в справочнике 1969 года прямо перед таблицей 10.1 Стабников несколько страниц рассказывает о способах  измерений, о способах проверки значений и сетует на имеющиеся сложности, а таблица была составлена по кривой, проведенной примерно между данными, полученными по сопоставлению результатов отечественных и зарубежных  исследователей. По состоянию на 1969 год это были лучшие данные. Но уверенности в их достоверности не было, работы по уточнению результатов продолжались три года.
В 1972 году, были опубликованы новые данные, и в новый справочник, вышедший в 1976 году, вошли уже уточненные данные, которыми и нужно пользоваться.
Возможно есть более свежие результаты исследований фазового равновесия, но я таковых не нашел ни в наших, ни в зарубежных источниках. Поэтому пользуюсь сборником 1976 года, но не 1969-го.

[crofNN]

Игорь, в твоей табличке ошибка. По Стабникову 1972 года температуре кипения 99.43С соответствует содержание спирта в жидкой фазе 0.76%мас. У тебя почему-то 0.46. Опечатка ? :) Ну и соответственно все дальнейшие расчеты не верны.

[Игорь]

Как я понял, разные данные получились как следствие разных способов изменений - пикнометрического и циркуляционного. Пикнометрический не учитываеи того, что за время замера содержание спирта в колбе уменьшается, и как следствие, прямо в процессе эксперимента уменьшается концентрация спирта в парах. При малых концентрациях спирта это очень заметно. А циркуляционный... Когда я сравнивал возможности разных насадок, не знал названий этих методов, но использовал "возврат отбора в куб" чтобы крепость кубового пара не изменялась. Оказывается это называется циркуляционным способом. :)

[Игорь]

Игорь, в твоей табличке ошибка

Да, спасибо, что заметил. В примере расчета я переписал цифру из таблицы неверно. Был слепой и сонный. Хорошо, что Эксель Майкрософтович, который считал большую сине-зеленую таблицу, не бывает сонным и хорошо видит :)
Табличку с примером расчета сейчас переделаю.

[crofNN]

Речь идет о температуре ниже ватерлинии кипящего куба, а не о температуре, которую показывает градусник. Это не одно и то-же.

Вот этого я так же не понял. Т.е. если "самоварчик" пыхтит, в кубе, в жидкости показывается t 99.5C и так минут пусть 5-10, то это совсем не означает, что "температура ниже ватерлинии кипящего куба" равна 99.5С? Считаем, что, как ты сказал, "градусник" имеет малую погрешность, т.е. ею пренебрегаем.

Если такой жидкости, что кипит при 99.5С на "градуснике" в жидкости в куб залито литров 40 и отберем чучуть (ну мл 100) без укрепления, то дистиллят должен быть 8.85%об (ну пусть 9%об как в зеленой табличке) или нет? Моя практика показывает, что нет, а гораздо (раза в 1.5-2) меньше. Толи я мерял не правильно, толи все же таблица Стабникова 72 года не такая уж и правильная.

Что-то я все больше запутываюсь ...

[Игорь]

1. Термодатчик измеряет температуру с некоторой погрешностью и дискретностью. Паспортная погрешность ДС18Б20 - 0,5 градуса. Дискретность измерений - 1/16 градуса.
Контроллер округляет данные, получаемые с датчика, до десятых. Поэтому последняя цифра на дисплее недостоверна.
2. Температуры кипения определены для абсолютного давления 760 миллиметров ртутного столба. При другом давлении при той-же температуре кипит смесь с другой концентрацией спирта.
Давление в уровне измерения складывается из атмосферного давления, относительного давления в кубе и давления столба жидкости над этим уровнем. Все три параметра нестабильны.
3. Особенности термометрирования. Датчик показывает не температуру жидкости, а температуру, до которой нагрелся его измерительный элемент под совокупным влиянием всех нагревающих и охлаждающих факторов. Датчик припаян к медным проводам, которые отводят тепло, а значит тянут показания вниз. И это не единственный фактор, снижающий показания.

Попробуй вставить датчик в кусок металлической трубки и сунь его подмышку. Понаблюдай за показаниями. Посмотри как долго его показания будут доходить до 36,6. Возможно он так и не покажет эти цифры.
Попробуй кипятить в кубе воду. Дойдут ли показания термометра до сотни? Не перескочат ли эту величину?

Те, кто пользуется моей автоматикой с управлением отбором по температуре внизу насадки, знают, что контрольная температура никогда не доходит до 78 градусов, хотя истинная температура кипения в этом уровне всегда выше 78 градусов. Более того, это значение от раза к разу изменяется. Если вчера ректификация проходила при показаниях, скажем, 77,4, завтра она легко может проходить при показаниях 77,8. И это несмотря на то, что концентрация спирта в этом уровне всегда одинакова.

[crofNN]

Вчера закончил очередную дистилляцию 150л браги. Опять не понравилось кол-во хвостов (~ 40л, отбор от 96.5С до 99.4С) и времени (около 400 минут суммарно), затраченного на них. Пока так и не понял, в чем дело :( Предыдущая дистилляция такого-же кол-ва браги, тот же гидромодуль давала цифры - 25л хвостов и времени 230 минут, при том, что хвосты отбирал до 99.5С! Почему в этот раз в 1.6 раза больше хвостов и почти в 2 раза дольше отбор при снижении температуры "до", на 0.1С до меня не доходит.
Температура в помещении не особо меняется (около 29С), температура воды на выходе дистиллятора в этот раз около 40С. Сколько было прошлый - не помню, но точно не в 2 раза холоднее и не больше 50С. Атмосферное давление по информации из интернета, как пишут "в пределах нормы".
Чудеса! (которых не бывает).

Раз разобраться не получается, то хочу хотя бы решить, что делать дальше, как избежать такого колебания объема хвостов от одного замеса к другому ? Такая нестабильность мне очень не нравится.  Такая аномалия второй раз за десяток дистилляций. Отбирать хвосты по объему, а не t в кубе?
добавлено: 19-07-2016, 15:52:16
Да, и замечу еще такую штуку. Были перегнано 4 куба. Объем около 40л каждого. Вот время каждого перегона, затраченное на хвосты в минутах: 86, 98, 101, 110. Может быть дело действительно в изменении атмосферного давления раз другие факторы не менялись?

[ГОГа]

Можно (приблизительно) считать, что понижение атмосферного давления на 10 мм рт. ст. вызывает понижение температуры кипения по сравнению с температурой кипения при 760 мм рт. ст. на 0,5° С. 
Если у тебя атм. давление изменилось, например с 760 мм р.с. до 730 мм р.с., то температура кипения в кубе приблизительно уменьшилась на 1,5 градуса...и ты отбирал то, что отбирать-то и не надо было...
..поскольку водно-спиртовый раствор относится к ассоциированным жидкостям, то по-правка будет составлять около 0,37 градуса на 10 мм р.с. (при изменении в 30 мм р.с. это составит чуть более одного градуса...
Так что все объяснимо. Тебе надо отбирать по температуре в кубе, но следить за атм. давлением. И контролировать по запаху))))
PS. Наверное, отбор по плотности (спиртуозности) + контроль по объему дадут лучший результат.

[crofNN]

и ты отбирал то, что отбирать-то и не надо было

Если я знаю сколько должно быть хвостов при норм. атм. давлении, то правильно я понимаю, что можно отбирать столько же при пониженном, не обращая особо внимания на градусник, по которому я ранее останавливал отбор ?

[ГОГа]

и ты отбирал то, что отбирать-то и не надо было

Если я знаю сколько должно быть хвостов при норм. атм. давлении, то правильно я понимаю, что можно отбирать столько же при пониженном, не обращая особо внимания на градусник, по которому я ранее останавливал отбор ?

Да, но при этом я бы еще мониторил спиртуозность отбора.

[crofNN]

Да, но при этом я бы еще мониторил спиртуозность отбора.

ИМХО это лишнее и не нужное. Уточняю, что я отжимаю хвосты до 99.4С. Какой там запах, который ты предлагаешь контролировать и спиртуозность ? :) Одни вонючеры ...

Вобщем если дело в давлении, то все более менее понятно. Спасибо

[Delta]

Вобщем если дело в давлении, то все более менее понятно. Спасибо

Не только дело в давлении...а и во времени года :o :o :o , наверное...
У меня тоже летом, всегда больше хвостов, чем зимой...Хвосты не меряю толком, беру по Т*С в кубе...до 99,5*С...
Тут наверное (наверняка) играет роль еще Т*С окружающей среды. При низких температурах (+15,+20), если не утеплена крышка (верх) куба или восходящая труба, происходит частичная конденсация, и соответственно хвосты отодвигаются ...
Ну как то так...пьян немного :)

[Dedok56]

пьян немного

Это плохо-надо продолжить. :) Гоню брагу всегда до 90* в кубе. Ни давление ни спиртуозность не меряю(давно измерено)-всё в хвосты. На моем агрегате в струе около 60*.  Хвосты, естественно, потом на повторную дистилляцию...