Способ ректификации водно-этанольных смесей Советский патент 1989 года по МПК C07C29/80 C07C31/08 

1

Изобретение относится к способу ректификации спиртсодержащих; смесей,. а именно водно-этанольных смесей, и может быть использовано в химической, пищевой и смежных с ними отраслях промьшленности.

Цель изобретения - интенсификация массообмена и повьшение степени разделения компонентов смеси.

Цель достигается ректификацией смесей в пленочной колонне в неоднородном электростатическом поле, силовые линии которого перпендикулярны поверхности раздела паровой и жидкой фаз, с подведением положительного потенциала к паровой и заземлением жидкой фазы при напряженности поля, равных 0,4-2,0 кВ/см.

Примеры 1-13. Разделению ректификацией подвергают смесь этило-

вый спирт-вода с различным содержанием спирта в исходной смеси (от 2,91 до 92,82 маСо%) при наложении электростатического поля различной полярности, напряженность которого изменяется от О до 2 кВ/см.

Разделение смеси проводят в пленочной колонне, изготовленной из - стекла.

На фиг.1 изображена схема установки, в которой проводят разделение смеси; на фиг.2 - кривые зависимости отношения коэффициентов массопереда- чи с полем и без него () от напряженности потенциала к паровой фазе (поф.) и заземлении жидкой фазы

(Ж.ф.)о

Исходную смесь в кубе колонны 1 нагревают до температуры кипения, .установив на JlATPe 2 напряжение

4

сл

05 4:: О N5

В в зависимости от разделяемой смеси, т.Во температуры кипения (давление атмосферное). Силу тока замеряют амперметром 3, а напряжение вольтметром 4.

Пар, поднимаясь по колонне 5, взаимодействует с жидкостью, стекающей в виде пленкио Электростатическое поле различной напряженности и полярности создается вертикальным электродом 6, расположенным по оси, и электродом 7j изготовленным в вид Ьпирали по наружной поверхности колонны 5« Электроды изолированы стек лянной поверхностью, что предотвращает их непосредственный контакт с разделяемыми смесями и исключает возможность пробоя. Кроме того, установка имеет дефлегматор 8, холо- дильник 9, емкость готового продукта 10, киловольтметр 14, крат.: 15-1

Разделение смеси осуществляют традиционным способом и после установления CTaiyiOHapHoro режима заме- ряют скорость и концентрацию пара в двух точках; 11 (Сц) - после успокоительного участка и 12 (С - ввеху колонны

Затем накладывают электростати- ческое поле различной напряженности и полярности, создаваемое источником 13 высокого напряжения и электродами 6 и 7о По достижении стационарного режима осуществляют замеры

На фиго 2 обозначены кривая 1 - для исходной концентрации этилового епирта 31,78 мас.%, кривая 2 - . 2,91 мас,% кривая 3-57,26 масо%; кривая 4-77,49 масо%, кривая 5 - 83,09 масо%,, кривая 6-92,82 маСо%.

Независимо от концентрации эти- лового спирта в исходной смеси максимальное увеличение коэффициентов

массопередачи наблюдается при напря- женностях поля, равных 1,5-1,7 кВ/см (фигс2)„

В табло1 представлены результаты разделения смеси этанол-вода при напряженности поля ,6 кВ/см и подведении различных потенциалов (положительного + или отрицательного -) либо к паровой фазе (п.ф.), jm6o к жидкой фазе (жоф.), либо заземлением (з) одной из НИХо

I .

Из табЛо1 видно, что максимальная интенсификация массообмена за счетs

5

Q 5

,.

5

0

5

увеличения коэффициентов массопередачи соответствует разделению смеси этанол-вода в электростатическом поле с подведением положительного потенциала к паровой и заземлением жидкой фаз.

Пример 14о Осуществляют ректификацию на пленочной колонне (фиго1) водно-этанольной смеси с содержанием этанола в кубе колонны 2,91 масо%.

Б табл.2 представлены результаты ректификации этой смеси без наложения поля и при изменении его напряженности Е от 0,4 до 2,0 кВ/см (Сц- концентрация спирта в точке 11, С ,- концентрация спирта в-точке 12). По- ложительньй потенциал подведен к центральному электроду, а наружньй заземлен. К .у - коэффициент массопередачи в газовой фазе, К.. - коэффициент массопередачи в жидкой фазе

П ри м е р 15о Осуществляют логично примеру 14, но для исходной смеси с содержанием этанола 23,06 мас.%,

Результаты опытов даны в табл.3.

Пример16. Осуществляют аналогично примеру 14, но для исходной смеси с содержанием этанола 92,82 масЛс

Результаты опытов приведены в табл.4 о

Предлагаемый способ ректификации позволяет интенсифицировать массооб- мен (значения коэффициентов массопередачи увеличиваются в 1,5-8,3 раза) и увеличить степень разделения компонентов в смеси на 1-7 мас„%, что позволяет зп еньшить высоту колонны аппаратуры.

Формула изо.бретения.

Способ ректификации водно-эта- нольных смесей в пленочной колонне, .о тличающийся тем, что, с целью Интенсификации массообмена и повышения степени разделения компо- ,нентов смеси, процесс осуществляют, в неоднородном электростатическом поле, силовые лннии которого перпендикулярны поверхности раздела паровой и жидких фаз, с подведением положительного потенциала к паровой фазе и заземпением жидкой фазы при нап- ряженностях поля, равных.О,4 - 2,0 кВ/см.

Таблица 1

1456402

8 ТаблицаЗ

0,0,81,2

Шиг.г

j,6 ,к6/см

Изобретение касается производства спиртов, в частности ректификации водно-этанольных смесей, может быть использовано в химической и пищевой отраслях промьпиленностио Процесс ведут в неоднородном электростатическом поле, силовые линии которого перпендикулярны поверхности раздела паровой и жидкой фаз, с подведением положительного потенциала к паровой фазе и заземлением жидкой фазы при напряжен- ностях поля 0,4-2 :кВ/см. Новьй способ позволяет интенсифицировать массооб- мен в 1,5-8,3 раза и повысить степень разделения компонентов смеси на 1-7%, что дает возможность уменычнть высоту колонной аппаратуры. 2 ил.,4 табл. (Л