способ разделения многокомпонентных жидких смесей на фракции

Формула изобретения

Способ разделения многокомпонентных жидких смесей на фракции, включающий нагревание исходного продукта до кипения и последующую конденсацию, отличающийся тем, что пары каждой фракции по мере образования выводят из емкости через соответствующий перепускной клапан и через соединенный с ним штуцер и патрубок направляют в отдельный конденсатор, при этом перепускные клапаны для вывода других фракций оставляют закрытыми.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой, химической, фармацевтической отраслям промышленности, в частности к способам получения этилового спирта и подобных продуктов.

Известен способ разделения многокомпонентных жидкостей нагреванием (Кавецкий Г.Д., Королев А.В. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Агропромиздат, 1991. - С.257-258.). При нагревании таких жидкостей образуются несколько основных паровых фаз, состоящих из различных химических соединений. Так, в процессе получения этилового спирта при температурах от 55 до 73°С образуются так называемые «головные отходы», к которым относят уксусный альдегид - температура кипения составляет 21°С; муравьино-этиловый эфир - t_к=55°С, уксусно-метиловый эфир - t_к=59°С и метиловый спирт - t_к=65°С, при температурах от 73 до 78°С образуется основной продукт - этиловый спирт, а при температурах свыше 80°С образуются «хвостовые отходы», к которым относят муравьиную и уксусную кислоты, а также масляно-этиловый эфир.

Компоненты как первых, так и последних примесей отрицательно влияют на качество получаемого продукта, т.к. все паровые фазы смешиваются в емкости между собой и выводятся из нее в конденсатор с последующим разделением конденсата на составляющие компоненты и сбором их в отдельные емкости.

Недостатком этого способа является то, что разделение конденсата на составляющие компоненты протекает за пределами емкости, что приводит к их смешиванию, а это отрицательно влияет на качественные показатели получаемого продукта.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества получаемого основного продукта за счет разделения паровых фаз при нагревании внутри емкости и выведения каждой фракции по мере ее образования за пределы емкости с последующим сбором конденсата различных фракций в отдельных конденсаторах.

Поставленная цель достигается тем, что исходный продукт нагревается до температуры кипения в емкости, снабженной перепускными клапанами, соединенными с помощью штуцеров с конденсаторами для каждой паровой фазы, позволяющими в зависимости от температуры кипения исходной смеси отделить паровые фазы «головных» и «хвостовых» примесей от основного продукта и направить их по патрубкам через перепускные клапаны и штуцеры в соответствующие конденсаторы для сбора конденсата.

Заявляемый способ реализуется в устройстве (фиг.1), которое включает источник тепла 1, емкость 2, снабженную перепускными клапанами 3, 4, 5, которые в свою очередь соединены со штуцерами 6, 7, 8 для отвода пара различных компонентов смеси посредством патрубков 9, 10, 11 в конденсаторы 12, 13, 14 с последующим сбором конденсата.

Способ разделения жидкой смеси на примере получения этилового спирта осуществляется следующим образом.

Подлежащая разделению жидкая смесь подогревается при помощи источника тепла 1 в емкости 2. При нагревании исходной смеси до температуры 55°С в емкости 2 происходит образование паров «головных» примесей (муравьино-этилового эфира и метилового спирта), эти пары выводятся из емкости 2 посредством перепускного клапана 3 через штуцер 6 и направляются по патрубку 9 в конденсатор 12 с последующим сбором дистиллята легколетучего компонента, тогда как перепускные клапаны 4 и 5 закрыты.

С повышением температуры исходного продукта более 73°С перепускной клапан 3 закрывается и пары основного продукта, образующиеся при этой температуре, направляются через открытый перепускной клапан 4 и штуцер 7 по патрубку 10 в конденсатор 13 с последующим сбором конденсата основного продукта, при этом перепускные клапаны 3 и 5 закрыты.

При достижении температуры смеси более 78°С образуются пары «хвостовых» отходов (муравьиная и уксусные кислоты). Эти труднолетучие компоненты выводятся из емкости 2 посредством открытого клапана 5, при этом клапаны 3 и 4 закрыты. Пары труднолетучих компонентов через штуцер 8 и патрубок 11 направляются в конденсатор 14.

Техническое преимущество заявленного способа в сравнении с известным способом заключается в том, что паровые фазы отдельных фракций выводятся за пределы емкости, в которой нагревается исходный продукт, и направляются в соответствующие конденсаторы, что исключает их смешивание и загрязнение основного продукта примесями.

Этот способ позволяет также получать различные фракции более высокого качества при переработке нефти.