КОНДЕНСАТОР ПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО ОТБОРА ДЛЯ ДИСТИЛЛЯЦИИ И РЕКТИФИКАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2023 года по МПК B01D3/32 

Изобретение относится к пищевой и химической промышленности, в частности, к устройствам ректификации многокомпонентных жидкостей, и предназначено для дистилляции и ректификации многокомпонентных жидкостей.

Термины

Ректификация - процесс разделения многокомпонентных смесей на практически чистые компоненты, различающиеся температурами кипения, путём многократного испарения жидкости и конденсации пара, за счёт противоточного массообмена между паром и жидкостью в ректификационной колонне.

Пар - испаряемая многокомпонентная жидкость, предназначенная для ректификации.

Конденсат - сконденсированный пар.

Дефлегматор - устройство частичной или полной конденсации пара, в целях обеспечения флегмой противоточного массообмена в ректификационной колонне.

Флегма - конденсат, направляемый в колонну.

Дистиллятор - устройство полной конденсации пара в отбор.

Отбор - вывод конденсата из процесса ректификации.

Продукт - конденсат, выводимый в отбор.

Узел отбора - устройство сбора и вывода продукта в отбор из дистиллятора.

Флегмовое число - отношение количества флегмы к количеству продукта. В частности, флегмовое число это отношение массы возвращаемой в колонну флегмы к массе отбираемого продукта. Флегмовое число влияет на качество разделения водно-спиртовых компонентов. В большинстве устройств флегмовое число регулируется с помощью крана на узле отбора: если кран открыт полностью, то флегмовое число равно нулю и колонна работает в режиме обычного дистиллятора, если кран закрыт, то флегмовое число равно бесконечности и колонна работает «на себя». Рабочее значение флегмового числа при получении ректификата должно быть 6-9 (чем больше, тем чище будет продукт), при получении напитков с ароматикой оно должно быть в пределах 2-4.

Уровень техники

Известны следующие виды конденсаторов (дефлегматоров), применяемые при ректификации многокомпонентных жидкостей:

- дефлегматор частичной конденсации пара многокомпонентной жидкости, в котором пар проходя через сквозной проход далее в дистиллятор, частично конденсируется для возврата в колонну. Количество образующейся при конденсации флегмы регулируется степенью охлаждения такого дефлегматора (парциальный отбор, например RU 187825 U1).

- дефлегматор полной конденсации пара многокомпонентной жидкости, в котором пар полностью конденсируется для возврата в колонну с возможностью выведения его части из общего количества конденсата в качестве продукта узлом отбора с регулировкой (отбор по жидкости). Аналогичные по принципу действия установки, в составе которых имеется дефлегматор полной конденсации, называемые также кубовыми установками, описаны в литературе: П.С.Цыганков. Ректификационные установки спиртовой промышленности. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, стр.27; Климовский Д.Н., Смирнов В.А., Стабников В.Н. Технология спирта. -М.: Пищевая промышленность, 1967, стр. 345. установка для получения спирта RU 2195486 C2, ректификационная установка RU 2081661 C1, RU 192460 U1, RU 205005 U1, RU 2 751 329 C1).

Существующие дефлегматоры имеют недостатки, связанные с необходимостью определения параметров пара перед и во время ректификации, сложностью их определения, регулировки и поддержания необходимого установленного флегмового числа, изменения флегмового числа в процессе ректификации в связи с изменениями параметров пара и сложностью автоматизации процесса изменения флегмового числа.

Например, известно техническое решение по патенту RU 187825 U1, B01D 3/02 (2006.01) B01D 3/04 (2006.01) B01D 3/28, B01D 3/32 (2006.01), C12H 6/02 (2019.01), C12P 7/06 (2006.01), C02F 1/04 (2006.01), опубл. 19.03.2019 г., по которому ДИСТИЛЛЯТОР КОЛОННОГО ТИПА С ДЕФЛЕГМАТОРОМ содержит перегонный куб со сливным вентилем, съемную крышку, оснащенную температурным датчиком и клапаном сброса давления, царгу, дефлегматор, поворотный патрубок без термометра, поворотный патрубок с термометром и холодильник, причем в межтрубном пространстве дефлегматора установлены неполные поперечные перегородки, увеличивающие путь прохождения хладагента. Дефлегматор, установленный в верхней части ректификационной колонны, частично или полностью конденсирует пар, проходящий через него. Производительность дефлегматора регулируется интенсивностью его охлаждения. При интенсивном охлаждении пар полностью конденсируется в дефлегматоре, и флегма в полном объёме направляется в колонну. При уменьшении охлаждения дефлегматора происходит уменьшение производительности. Пар конденсируются частично, а несконденсированный пар, проходя через дефлегматор, попадает в дистиллятор, где полностью конденсируется и направляется в отбор. При отключенном охлаждении весь пар проходит через дефлегматор в дистиллятор. Таким образом, интенсивностью охлаждения дефлегматора устанавливается отбор и необходимое флегмовое число. В известной конструкции дефлегматор частичной конденсации пара многокомпонентной жидкости осуществляет парциальный отбор.

Недостатки известной конструкции:

- Необходимость расчёта степени охлаждения дефлегматора для определённого флегмового числа при различных параметрах пара и мощности нагрева многокомпонентной жидкости, предназначенной для ректификации.

- Сложность в определении текущего флегмового числа.

- Невозможность точной установки необходимого флегмового числа.

- Сложная, дорогая автоматизация регулировок флегмового числа.

- Самопроизвольное изменение производительности дефлегматора и установлен-ного флегмового числа при изменения напора воды в системе водоснабжения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому конденсатору пропорционального отбора, является дефлегматор полной конденсации пара многокомпонентной жидкости, в котором пар полностью конденсируется для возврата в колонну с возможностью выведения его части из общего количества конденсата в качестве продукта узлом отбора с регулировкой (отбор по жидкости).

Например, известно техническое решение по патенту RU 2195486 C2 C12G 3/12 (2000.01), B01D 3/32 (2000.01), опубл.27.12.2002 г., по которому УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТА, включающая испарительный куб, ректификационную колонну, дефлегматор, холодильник и регулятор флегмового числа, отличающаяся тем, что в конструкцию дополнительно введено взвешивающее дистиллят устройство, функционально связанное с регулятором флегмового числа. При этом дефлегматор, установленный в верхней части ректификационной колонны, производит полную конденсацию всего пара, поднимающегося из колонны, и весь полученный конденсат в узле отбора в определённой пропорции разделяется регулируемым запорным устройством на продукт и флегму. Флегма направляется в колонну, а продукт в отбор. Изменение флегмового числа с помощью известной конструкции достигается уменьшением или увеличением отбора продукта изменением сечения проходного отверстия регулируемого запорного устройства.

Недостатки известного устройства:

- Необходимость расчёта скорости отбора продукта для определённого флегмового числа при различных параметрах пара и мощности нагрева многокомпонентной жидкости, предназначенной для ректификации.

- Сложность в определении текущего флегмового числа.

- Невозможность точной установки необходимого флегмового числа.

- Невозможность поддержания заданного флегмового числа в связи с тем, что в процессе проведения ректификации при изменении параметров пара уменьшается общее количество конденсата, что при постоянном уровне отбора приведет к изменению пропорции разделения конденсата и, как следствие, флегмового числа.

Раскрытие сущности

В процессе проведения ректификации многокомпонентной жидкости, возникают две задачи связанные с определением параметров отбора с целью установки и поддержания требуемого флегмового числа ректификационной колонны.

Во-первых, первоначально необходимо определить параметры парообразования многокомпонентной жидкости на момент закипания, общее количество получаемого конденсата и уставить параметры отбора продукта в определенной пропорции к количеству получаемой флегмы, с целью получения необходимого флегмового числа. В ректификационных установках периодического действия параметры пара изменяются в связи с тем, что компоненты перегоняемой жидкости испаряются с различной интенсивностью (коэффициентом испарения и ректификации), что с течением времени приводит к уменьшению количества пара и как следствие уменьшению общего количества конденсата, что в свою очередь требует изменения параметров отбора для поддержания заданного флегмового числа. Известна ректификационная установка для ректификации двойных смесей (А. Н. Плановский, В.М.Рамм, С.З. Каган. Процессы и аппараты химической технологии. - М.: Госхимиздат, 1962, стр. 683), состоящая из испарительного куба, ректификационной колонны, охлаждаемого проточной водой дефлегматора, соединительных трубопроводов, распределителя дистиллята, являющегося регулятором флегмового числа и холодильника. В такой установке выходящие из куба пары все более обогащаются высококипящим компонентом, и для выделения его из паров количество флегмы должно быть увеличено. Если же количество флегмы оставить постоянным, то будет возрастать содержание высококипящего компонента в дистилляте, т.е. применительно к процессу производства спирта это будет означать ухудшение его качества

Наиболее близким по совокупности существенных признаков аналогом (прототипом) технического решения является устройство, схема и описание которого приведены в источнике: Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М. : Химия, 1973, стр 485. Установка состоит из испарительного куба, ректификационной колонны, дефлегматора, регулятора флегмового числа на линии отбора дистиллята, холодильника и емкостей для отбора дистиллята по фракциям. Регулирование подачи флегмы на орошение ректификационной колонны осуществляется с помощью указанного регулятора флегмового числа, который является основным органом для управления процессом. С целью обеспечения постоянного состава дистиллята, производится ручное регулирование подачи флегмы и флегмового числа в соответствие с мощностью нагрева и спиртуозностью перегоняемой многокомпонентной жидкости. Таким образом, управление режимом работы такой ректификационной установки является сложным ручным процессом, что требует высокой квалификации оператора и сказывается на качестве получаемого продукта. Перечисленные особенности эксплуатации прототипа являются его недостатками.

Технической задачей заявляемого изобретения является конструкция устройства, обеспечивающая отсутствие необходимости в расчёте параметров пара парообразования многокомпонентной жидкости для получения точного и стабильного флегмового числа при ректификации, независимо от начальных параметров испаряемого пара многокомпонентной жидкости и изменения этих параметров в процессе ректификации, а также возможность точной установки и изменения флегмового числа.

Техническое решение данной задачи представляет собой устанавливаемый на ректификационную колонну конденсатор пропорционального отбора с двумя встроенными холодильниками, совмещающее функции дефлегматора и дистиллятора в едином корпусе, с устанавливаемым соотношением их производительностей в соответствии с площадью конденсации. Задача конденсатора пропорционального отбора разделить весь конденсат на продукт и флегму в определённой пропорции при конденсации пара на поверхности встроенных в его корпус холодильников. Часть конденсата, называемого флегмой, направляется обратно в колонну для контакта с поднимающимся спиртовым паром. На поверхности насадки или в процессе барботажа тарельчатой колонны, происходит процесс тепломассообмена стекающей флегмы и поднимающегося из куба пара, сопровождающийся повторным переиспарением флегмы. В результате этого спиртовой пар обогащается низкокипящим компонентом, поднимается вверх и снова попадает в конденсатор пропорционального отбора с более высокой концентрацией спирта, а высококипящее сивушное масло с остатками флегмы возвращается в куб. Процесс тепломассообмена существенно улучшает качество и увеличивает крепость дистиллята на выходе до 96%. Для обеспечения эффективного тепломассообмена необходимо устанавливать определённое соотношение количества отбираемого дистиллята к количеству флегмы возвращаемой в колонну. Это соотношение называется флегмовым числом.

Конструкция конденсатора пропорционального отбора позволяет внутри корпуса конденсатора разделять конденсат на продукт и флегму в определённой и неизменяемой (постоянной) пропорции на этапе конденсации пара, независимо от начальных параметров многокомпонентной жидкости, мощности её нагрева и изменения этих параметров в процессе проведения ректификации.

Конденсатор пропорционального отбора представляет собой корпус с двумя холодильниками внутри, один из которых является холодильником дистиллятора, а другой холодильником дефлегматора, имеющими разную площадь конденсации. Образующийся на поверхности холодильника дистиллятора конденсат собирается отдельно в узел отбора продукта и далее выводится в отбор. Конденсат из холодильника дефлегматора направляется в ректификационную колонну для обеспечения процессов тепломассообмена. Необходимое соотношение количества конденсата холодильников дистиллятора и дефлегматора достигается тем, что количество образующегося конденсата зависит от площади конденсации и при прочих равных условиях в холодильнике с большей площадью конденсации будет образовываться большее количество конденсата. Так, как образование конденсата происходит равномерно на каждую единицу площади конденсации, то общее количество конденсата каждого из холодильников будет зависеть от его площади и соотношение количества конденсата холодильников будет прямо пропорционально соотношению площадей конденсации этих холодильников.

Тип встроенных холодильников может быть кожухотрубным или спиральным, либо роль холодильника могут взять на себя холодные стенки корпуса конденсатора.

Площадь конденсации холодильников дистиллятора и дефлегматора, в соответствии с конструкцией конденсатора пропорционального отбора, может быть как постоянной, так и изменяемой.

При постоянной площади конденсации к установленным внутри корпуса холодильникам нет доступа с целью отключения части холодильника, а также нет возможности изменения площади сбора стекающего с холодильника конденсата, либо сбора конденсата с части поверхности холодильника узлом отбора и соответственно нет возможности изменить соотношение пропорционального разделения конденсата на флегму и продукт. Такой конденсатор пропорционального отбора всегда разделяет конденсат на флегму и продукт только в одной установленной конструкцией пропорции и имеет одно установленное флегмовое число. Нерегулируемый конденсатор пропорционального отбора будет обеспечивать одну и ту же пропорцию разделения конденсата на флегму и продукт, независимо от начальных параметров многокомпонентной жидкости, мощности её нагрева и изменения этих параметров в процессе проведения ректификации. Изменение флегмового числа такого конденсатора пропорционального отбора возможно ручной регулировкой отбора в узле отбора продукта и возврата части или всего полученного конденсата обратно в колонну (как в прототипе устройства).

В конденсаторе пропорционального отбора с изменяемой площадью конденсации, к установленным внутри корпуса холодильникам есть доступ с целью отключения части холодильника или существует возможность изменения площади сбора стекающего из холодильника конденсата, либо сбора конденсата с части холодильника узлом отбора, что даёт возможность устанавливать различное соотношение пропорционального разделения конденсата на флегму и продукт. У конденсатора пропорционального отбора, в конструкции которого холодильники дистиллятора и дефлегматора являются кожухотрубными, и состоят из определённого количества одинаковых трубок (трубок одного диаметра), площадь конденсации будет равна суммарной площади конденсации всех трубок холодильника. Соотношение площадей конденсации холодильников и соответственно соотношение количества образующегося в них конденсата, будет равным соотношению количества трубок кожухотрубных холодильников дистиллятора и дефлегматора. Изменение соотношения площадей конденсации в таких холодильниках достигается путём перекрытия доступа пара в отдельные трубки холодильника запорным устройством. Исключение из работы некоторых трубок любого из холодильников, например, с помощью запорного устройства, приведет к изменению соотношения площадей конденсации и соответственно к изменению пропорции разделения конденсата на флегму и продукт. Также можно изменить пропорцию разделения конденсата на флегму и продукт, собирая стекающий конденсат из части трубок холодильника дистиллятора, при этом остальные трубки дистиллятора фактически работают как дефлегматор на обеспечение флегмой ректификационной колонны. Таким образом, изменение соотношения количества трубок холодильников дистиллятора и дефлегматора, приводит к изменению площади конденсации и соответственно флегмового числа.

Технический результат - повышение точности установки и изменения флегмового числа.

Технический результат достигается конструкцией конденсатора пропорционального отбора для дистилляции и ректификации многокомпонентных жидкостей, содержащей корпус с двумя холодильниками внутри, один из которых является холодильником дистиллятора, а другой холодильником дефлегматора, имеющими площадь конденсации с возможностью образования на поверхности холодильника дистиллятора конденсата и сбора его отдельно в узел отбора продукта и вывода в отбор, а конденсата из холодильника дефлегматора с возможностью направления в ректификационную колонну, при этом соотношение количества конденсата холодильников прямо пропорционально соотношению площадей конденсации этих холодильников.

Как частный случай, тип встроенных холодильников является кожухотрубным. Другой частный случай, что тип встроенных холодильников является спиральным. Либо роль холодильника могут взять на себя холодные стенки корпуса конденсатора.

Ещё частный случай, что площадь конденсации холодильников дистиллятора и дефлегматора является изменяемой за счет того, что к установленным внутри корпуса холодильникам есть доступ с возможностью отключения части холодильника.

В случае, когда тип встроенных холодильников является кожухотрубным, для изменения соотношения площадей конденсации в холодильниках установлены запорные устройства с возможностью перекрытия доступа пара в трубки холодильника. Для этого на узел отбора продукта с переливным устройством конденсата в ректификационную колонну установлено регулируемое запорное устройство с возможностью перекрытия доступа пара в трубки холодильника. Кроме того, на узел полного отбора установлено регулируемое запорное устройство с возможностью перекрытия доступа пара в трубки холодильника. Кроме того, на трубку холодильника дефлегматора установлено запорное устройство.

Таким образом, поставленная техническая задача решается за счет того, что конденсатор пропорционального отбора для дистилляции и ректификации многокомпонентных жидкостей содержит корпус с двумя холодильниками внутри, один из которых является холодильником дистиллятора, а другой холодильником дефлегматора, имеющими разную площадь конденсации, с возможностью образования на поверхности холодильника дистиллятора конденсата и сбора его отдельно в узел отбора продукта и вывода в отбор, а конденсата из холодильника дефлегматора с возможностью направления в ректификационную колонну, при этом поскольку количество конденсата каждого из холодильников зависит от его площади и соотношение количества конденсата холодильников прямо пропорционально соотношению площадей конденсации этих холодильников.

Как частный случай, тип встроенных холодильников является кожухотрубным, другой частный случай тип встроенных холодильников является спиральным. Либо как вариант встроенным холодильником являются внутренние холодные стенки корпуса конденсатора.

Площадь конденсации холодильников дистиллятора и дефлегматора в соответствии с вариантами исполнения конструкции конденсатора пропорционального отбора, может быть как постоянной, так и изменяемой. Площадь конденсации холодильников дистиллятора и дефлегматора является изменяемой за счет того, что к установленным внутри корпуса холодильникам есть доступ с целью отключения части холодильника. Холодильники кожухотрубного типа дистиллятора и дефлегматора, состоящие из трубок одного диаметра, имеют площадь конденсации равной суммарной площади конденсации всех трубок холодильника. При этом для изменения соотношения площадей конденсации в холодильниках путём перекрытия доступа пара в отдельные трубки холодильника предусмотрены запорные устройства.

В конденсаторе пропорционального отбора с изменяемой площадью конденсации, к установленным внутри корпуса холодильникам есть доступ с целью отключения части холодильника или существует возможность изменения площади сбора стекающего из холодильника конденсата, либо сбора конденсата с части холодильника узлом отбора, что даёт возможность устанавливать различное соотношение пропорционального разделения конденсата на флегму и продукт. Конденсатор пропорционального отбора в конструкции которого холодильники дистиллятора и дефлегматора являются кожухотрубными, и состоят из определённого количества одинаковых трубок, площадь конденсации будет равна суммарной площади конденсации всех трубок холодильника. Соотношение площадей конденсации холодильников и соответственно соотношение количества образующегося в них конденсата, будет равным соотношению количества трубок кожухотрубных холодильников дистиллятора и дефлегматора. Изменение соотношения площадей конденсации в таких холодильниках достигается путём перекрытия доступа пара в отдельные трубки холодильника запорным устройством. Исключение из работы некоторых трубок любого из холодильников, приводит к изменению соотношения площадей конденсации и соответственно к изменению пропорции разделения конденсата на флегму и продукт. Также можно изменить пропорцию разделения конденсата на флегму и продукт собирая стекающий конденсат из части трубок холодильника дистиллятора, при этом остальные трубки дистиллятора фактически работают как дефлегматор на обеспечение флегмой ректификационной колонны. Таким образом, при изменении соотношения количества трубок холодильников дистиллятора и дефлегматора, изменяются площади конденсации и соответственно флегмовое число.

Сущность технического решения поясняет фигура, на которой изображена схема конструкции и работы устройства.

Где 1 - корпус конденсатора пропорционального отбора;

2 - холодильник дистиллятора;

3 - холодильник дефлегматора;

4 - узел отбора продукта с переливным устройством конденсата в ректификационную колонну;

5 - кламповое соединение с ректификационной колонной;

6 - штуцер подвода охлаждающей воды;

7 - штуцер отвода охлаждающей воды;

8 - трубка связи с атмосферой;

9 - узел полного отбора;

10 - переливное устройство сбора конденсата;

11 - зонтик;

12 - ректификационная колонна (с насадкой);

13 - регулируемое запорное устройство;

14 - запорное устройство.

Пример осуществления.

Конденсатор пропорционального отбора для дистилляции и ректификации многокомпонентных жидкостей содержит корпус 1 с двумя холодильниками внутри, один из которых является холодильником дистиллятора 2, а другой холодильником дефлегматора 3, имеющими площадь конденсации с возможностью образования на поверхности холодильника дистиллятора конденсата и сбора его отдельно в узел отбора продукта 4 и вывода в отбор, а конденсата из холодильника дефлегматора 3 с возможностью направления в ректификационную колонну 12, при этом соотношение количества конденсата холодильников прямо пропорционально соотношению площадей конденсации этих холодильников. Как вариант, тип встроенных холодильников является кожухотрубным. Другой вариант, тип встроенных холодильников является спиральным.

Площадь конденсации холодильников дистиллятора и дефлегматора является изменяемой за счёт того, что к установленным внутри корпуса холодильникам есть доступ с возможностью отключения части холодильника. При этом для изменения соотношения площадей конденсации в холодильниках установлены запорные устройства с возможностью перекрытия доступа пара в трубки холодильника. В случае, когда тип встроенных холодильников является кожухотрубным, на узел отбора продукта 4 с переливным устройством конденсата в ректификационную колонну 12 установлено регулируемое запорное устройство 13 с возможностью перекрытия доступа пара в трубки холодильника. При этом на узел полного отбора 9 также установлено регулируемое запорное устройство 13 с возможностью перекрытия доступа пара в трубки холодильника. Кроме того, на трубку холодильника дефлегматора 3 установлено запорное устройство 14.

Пар многокомпонентной жидкости, предназначенной для ректификации, из ректификационной колонны 12 поступает в корпус 1 вертикально расположенного над ректификационной колонной 12 единого комбинированного устройства, в котором находятся холодильники дистиллятора 2 и дефлегматора 3, имеющими одинаковую температуру, но разную площадь конденсации, обусловленную, в данном примере, различным количеством одинаковых трубок кожухотрубного холодильника дистиллятора 2 (одна трубка) и кожухотрубного холодильника дефлегматора 3 (три трубки). Холодильники 2 и 3 омываются одной охлаждающей водой, что обеспечивает одинаковые условия и производительность всех однотипных трубок холодильников 2 и 3. Подача и отвод охлаждающей воды осуществляется с помощью штуцеров подвода воды 6 и отвода воды 7.

Пар конденсируется на внутренней поверхности трубок холодильников с одинаковой интенсивностью, но количество конденсата холодильников будет различным в соответствие с отношением площадей конденсации этих холодильников. Различная площадь конденсации обусловлена различным количеством трубок однотипных кожухотрубных холодильников дистиллятора и дефлегматора, находящихся в корпусе (или длиной спирали, в случае, если применяются спиральные холодильники). В данном примере соотношение трубок холодильников будет один к трём, что обеспечивает в три раза большую площадь конденсации холодильника дефлегматора, по сравнению с площадью конденсации холодильника дистиллятора. В такой же пропорции будет образовываться количество конденсата в этих холодильниках. Всего в конденсаторе будет производиться четыре части конденсата, из которых одна часть из холодильника 2 в качестве продукта выводится в отбор узлом отбора продукта 4, а три части конденсата из холодильника 3 направляется в колонну 12 в качестве флегмы для обеспечения процессов тепломассообмена. Пропорция разделения конденсата на продукт и флегму в данном примере будет равна один к трём и соответственно установленное флегмовое число будет также равно трём, не зависимо от общего количества конденсата и изменения этого количества в процессе проведения ректификации. Такому же флегмовому числу три будет соответствовать количество трубок однотипных кожухотрубных холодильников дистиллятора и дефлегматора равное соответственно два и шесть, три и девять и т.д.

При изменении соотношения количества холодильников, а значит и площадей конденсации холодильников дефлегматора и дистиллятора, например, выводом некоторого их числа из работы с помощью перекрытия запорным устройством 14, выполненным в виде стержня или трубки с глухим торцем с диаметром соответствующим внутреннему диаметру трубки холодильника, изменяется объем поступления в них пара, изменяется и соотношение общей производительности дефлегматора и дистиллятора, а соответственно и флегмовое число. Если в данном примере перекрыть одну трубку холодильника 3 запорным устройством 14, выполненным в виде стержня с диаметром соответствующим внутреннему диаметру трубки холодильника, то пропорция по количеству трубок холодильников 2 и 3 будет один к двум и флегмовое число будет равно двум. Одна часть конденсата из холодильника 2 в качестве продукта будет выводиться в отбор узлом отбора продукта 4, а две части конденсата из холодильника 3 будут направляться в ректификационную колонну 12 в качестве флегмы для обеспечения процессов тепломассообмена. Большее количество трубок холодильников дистиллятора и дефлегматора увеличивает количество вариантов флегмового числа, при перекрытии части их трубок.

Узел отбора продукта 4, находящийся в корпусе устройства под холодильниками дистиллятора 2, позволяет принимать конденсат только из холодильников дистиллятора 2, при этом холодильники дефлегматора 3 беспрепятственно обеспечивают ректификационную колонну 12 флегмой, необходимой для процессов тепломассообмена. При необходимости продукт из узла отбора продукта 4 может направляться в ректификационную колонну 12 путём частичного или полного перекрытия отбора регулируемым запорным устройством 13, установленным на трубки узла отбора 4, что приводит к увеличению флегмового числа до бесконечности и позволяет автоматизировать процесс ректификации. Достигается это тем, что при перекрытии отбора запорным устройством 13, выполненному, например, в виде зажима, в приёмной ёмкости узла отбора продукта 4, находящейся внутри корпуса 1, поднимается уровень конденсата и происходит его перелив в ректификационную колонну 12. Узел полного отбора 9 позволяет отбирать частично или весь конденсат, что приводит к уменьшению флегмового числа до 0. При его открытии весь конденсат выводится наружу и не попадает в ректификационную колонну 12, позволяя производить дистилляцию пара спиртосодержащей жидкости. Для недопущения попадания пара в узел отбора продукта применяется штуцер отбора продукта в виде одного витка спирали, с целью создания гидрозатвора.

Конденсатор пропорционального отбора с двумя узлами отбора, для дистилляции и ректификации многокомпонентных жидкостей позволяет получить следующие преимущества по сравнению с известными устройствами:

- отсутствие необходимости расчёта параметров пара;

- упрощение и повышение точности установки флегмового числа, независимо от параметров перегоняемой жидкости и параметров пара;

- поддержание заданного флегмового числа: уменьшение общего количества пара в процессе проведения ректификации не влияет на пропорцию разделения конденсата дефлегматора и дистиллятора и на соотношение количества образующихся флегмы и продукта, а значит и флегмовое число остаётся неизменным;

- отсутствие влияния некритичных изменений охлаждения дефлегматора на флегмовое число;

- простота регулировок и автоматизации отбора;

- компактное комбинированное устройство из дефлегматора и дистиллятора в одном корпусе.

Изобретение относится к пищевой и химической промышленности, в частности, к устройствам ректификации многокомпонентных жидкостей, и предназначено для дистилляции и ректификации многокомпонентных жидкостей. Конструкция содержит корпус с двумя холодильниками внутри, один из которых является холодильником дистиллятора, а другой холодильником дефлегматора, имеющими площадь конденсации с возможностью образования на поверхности холодильника дистиллятора конденсата и сбора его отдельно в узел отбора продукта и вывода в отбор, а конденсата из холодильника дефлегматора с возможностью направления в ректификационную колонну, при этом соотношение количества конденсата холодильников прямо пропорционально соотношению площадей конденсации этих холодильников. Тип встроенных холодильников является кожухотрубным, либо спиральным. Площадь конденсации холодильников дистиллятора и дефлегматора является изменяемой за счет того, что к установленным внутри корпуса холодильникам есть доступ с возможностью отключения части холодильника. Технический результат - повышение точности установки и изменения флегмового числа. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1.Конденсатор пропорционального отбора для дистилляции и ректификации многокомпонентных жидкостей, характеризующийся тем, что содержит корпус с двумя холодильниками внутри, один из которых является холодильником дистиллятора, а другой холодильником дефлегматора, имеющими площадь конденсации с возможностью образования на поверхности холодильника дистиллятора конденсата и сбора его отдельно в узел отбора продукта и вывода в отбор, а конденсата из холодильника дефлегматора с возможностью направления в ректификационную колонну, при этом соотношение количества конденсата холодильников прямо пропорционально соотношению площадей конденсации этих холодильников.

2. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что тип встроенных холодильников является кожухотрубным.

3. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что тип встроенных холодильников является спиральным.

4. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что площадь конденсации холодильников дистиллятора и дефлегматора является изменяемой за счёт того, что к установленным внутри корпуса холодильникам есть доступ с возможностью отключения части холодильника.

5. Конденсатор по п.2, отличающийся тем, что для изменения соотношения площадей конденсации в холодильниках установлены запорные устройства с возможностью перекрытия доступа пара в трубки холодильника.

6. Конденсатор по п.2, отличающийся тем, что на узел отбора продукта с переливным устройством конденсата в ректификационную колонну установлено регулируемое запорное устройство с возможностью перекрытия доступа пара в трубки холодильника.

7. Конденсатор по п.2, отличающийся тем, что на узел полного отбора установлено регулируемое запорное устройство с возможностью перекрытия доступа пара в трубки холодильника.

8. Конденсатор по п.2, отличающийся тем, что на трубку холодильника дефлегматора установлено запорное устройство.