Кубовая ректификация: "головы" и "тело" отбираем одновременно

Рудиной программой посчитал, там же скриншот приведен.
На самом деле это не "движущая сила", а "вычислительная ошибка".
Kotische, 19 Янв. 12, 20:46

Kotische прав - это ошибки грубых итераций. Чтобы получить точный результат нужно поставить массу пара на входе меньше.
Rudy, 20 Янв. 12, 05:38

При равенстве температур флегмы и пара система находится в тепловом равновесии.
Теплообмен между паром и флегмой будет отсутствовать. Массообмен - только за счет диффуззии.

Про "движущую силу" не я придумал, вычитал у Стабникова "Перегонка и ректификация этилового спирта", стр. 63, § 1, второй абзац.

Сергей 1972, сможешь смоделировать когда на первой тарелке Пар-Темп-99.00 Флег-Темп-сколько получится.Я не знаю сколько флегмы возвратится,но подозреваю что почти полностью,так как в паре спирта практически нет.
Затем на 5-10-15 тарелке.
Затем на 50 тарелке
затем на75-90-99 тарелке,но там Пар-Темп 0.00, а Флег-Тем 40.00 то есть пар сконденсировался полностью.
Вот тогда мы сможем узнать сколько жидкой флегмы находится в середине трубы и сколько мы сможем ее отобрать жидкостным отбором.
Это так я по крестьянски.

Сергей 1972, практическая разница после 4-5 тарелки нету. А внизу коллоны вероятно

На тарелках с малыми номерами очень большой перепад температур порождает большую неточность численного метода рассчётаKotische, 20 Янв. 12, 03:19

При равенстве температур флегмы и пара система находится в тепловом равновесии.Теплообмен между паром и флегмой будет отсутствовать. Массообмен - только за счет диффуззии.CoBell, 20 Янв. 12, 05:20

CoBell, пар с нижней тарелки всегда с более высокой температуры, вот и теплообмен между между паром нижней тарелки и флегмой верхней тарелки движет наш процес.

практическая разница после 4-5 тарелки нетуSan2, 20 Янв. 12, 15:02

Я считаю тарелки с низу 1-2-3-4-5 и так далее. Практически от 1 тарелки до 10 идет очень большая разница.Ты прав.

сможешь смоделировать когда на первой тарелке Пар-Темп-99.00 Флег-Темп-сколько получитсяМихаил0501, 20 Янв. 12, 13:15

Михаил0501, разница будеть неземная... или совсем маленкая?

Сергей 1972, Если спирт не подавать в колонну и контролировать наполнение колонны спиртом (по температуре в 1\3) то мы сможем учесть всю имеющуюся флегму в колонне и ее распределение.
Или вычесть соответственно, возвращающийся в куб спирт из имеющейся флегмы из каждой тарелки соответственно.
Ведь работу колонны на себя не следует путать с работой колонны с отбором.В этом случае мы забираем флегму не допуская возврата в куб.
Может ты предложишь какую то другую модель пересчета,с полной конденсацией пара на дефлегматоре и отсутствия спирта при возвращении флегмы в куб. Тогда можно обойтись без отбора спирта.
А вообще то проще сделать отбор на половине колонны.
Я это уже делал теперь ваша очередь.
Только с условием чтобы провести теплоизоляцию колонны полностью без возможности появления "дикой флегмы",это очень ВАЖНО. Без всяких диоптров и соединений с датчиками.

Сергей 1972, я уже говорил что в этих цифирках не хрена не понимаю.
Знаю что из куба поступает пар он практически состоит из воды.Так? На первых тарелках он весь превращается в флегму и возвращается в куб.Так? Передавая свою энергию спирту находящемуся в колонне. Это частный случай,когда в баке почти 0.001% спирта.
В верху весь спиртовый пар превращается в флегму и поступает в колонну.
Вопрос как распределится жидкая флегма по тарелкам??? Какой процент пара и флегмы на каждой тарелке???
Вот это ты можешь мне обьяснить в популярной форме? Без этой кучи циферок.
Как будет выглядеть отбор флегмы например на 15 тарелке?
Давай не будем что то доказывать друг другу, Ты это делаешь теоретически (у меня мозгов и знаний не хватает)а я практически с отбором в колонне.

Михаил0501, если пар из куба состоит из воды, то далее смысла вести ректификацию нет, потому что спирту взяться неоткуда.

И даже этот пар, который "практически состоит из воды" не будет весь превращаться в флегму на первых тарелках, только малая его часть, состоящая из фракций с наиболее высокой температурой кипения.

Ты определись с терминами, что ты подразумеваешь под флегмой, что подразумеваешь под спиртом.
Наверное, я тебя удивлю, сказав, что при жидкостном отборе отбираемый спирт и есть флегма.

Вот еще цитаты из Руководства по лабораторной перегонке Креля стр.39, точно описывающие принцип процесса ректификации:

Отличительная же особенность ректификации состоит в том, что поток жидкости (как правило, сконденсированных паров) направляется навстречу поднимающемуся потоку паров. Если дистилляция  состоит всего лишь из процессов испарения и конденсации, то при ректификации благодаря тесному контакту двух фаз в колонне имеет место массо- и теплообмен.

При установившемся режиме составы пара и жидкости на одной и той же тарелке изменяются в направлении достижения термодинамического равновесия между ними под влиянием градиентов температур и концентраций. Вследствие переноса вещества в вертикальном направлении (парами вверх, а жидкостью вниз) это равновесие нарушается, что благоприятствует дальнейшему обогащению паров легколетучими компонентами [1]. Другими словами, поток жидкости (флегма) на своем пути из зоны более низких температур (вверх колонны) в зону более высоких температур (кипятильник) поглощает из потока паров высококипящие компоненты и выделяет легколетучие компоненты. Температурному градиенту в колонне соответствует перепад концентраций в парах и в жидкости.

Михаил0501, если пар из куба состоит из воды, то далее смысла вести ректификацию нет, потому что спирту взяться неоткуда.

И даже этот пар, который "практически состоит из воды" не будет весь превращаться в флегму на первых тарелках, только малая его часть, состоящая из фракций с наиболее высокой температурой кипения.CoBell, 21 Янв. 12, 08:31

CoBell, ты наверное понял,что я хочу выяснить как будет распределяться образованная из паров спирта в самом верху колонны в холодильнике дефлегматора флегма которая движется на встречу парам спирта.
В какой пропорции по мере испарения. Так как флегма образованная холодильником дефлегматора не дойдет до бака. Это этап ректификации когда уже не возможен отбор,но флегма с парами спирта учавствует в ректификации получая энергию от конденсации паров воды и которые снова возвращаются в бак в виде флегмы и частично паров воды.Это происходит преимущественно на первом десятке тарелок.Иначе куда девается вода из куба поступившая в виде водянного пара.(я не рассматриваю хвостовые примеси).Это ты увидишь по температуре.Сохранять такой режим колонны и поддерживать его мы можем при наличии датчика температуры в низу колонны примерно в 25см.

Ты определись с терминами, что ты подразумеваешь под флегмой, что подразумеваешь под спиртом.
Наверное, я тебя удивлю, сказав, что при жидкостном отборе отбираемый спирт и есть флегма.CoBell, 21 Янв. 12, 08:31

Я все больше и больше убеждаюсь что ты меня за кретина держишь!!!
Я скажу тебе больше,что флегма при конденсации из пара может быть и из спирта и из воды и из примесей и из любой жидкости попавшей в колонну.
Устраивает такое определение.

Ну вот, Михаил0501, опять обиделся. Напрасно, потому что вступая с тобой в полемику я надеюсь дойти до истинного понимания процесса ректификации.

Честно пытался разобрать твой последний пост. Возможно не совсем его понял, сильно запутанно излагаешь.
Что уловил из твоего изложения:

Так как флегма образованная холодильником дефлегматора не дойдет до бака.Михаил0501, 21 Янв. 12, 09:49

Действительно, до бака дойдет флегма другого состава, потому что в своем движении вниз она обменивается не только теплом, но и фракциями (массой) с поднимающимся ей навстречу паром.

Следующее:

Это этап ректификации когда уже не возможен отбор,но флегма с парами спирта учавствует в ректификации получая энергию от конденсации паров воды и которые снова возвращаются в бак в виде флегмы и частично паров воды.Это происходит преимущественно на первом десятке тарелок.Михаил0501, 21 Янв. 12, 09:49

Может я не правильно тут понял, поправь меня. Если вспомнить твое прежнее заявление

В промежутке между 15 и 40 тарелкой происходит теплообмен внутри пара и там не образуется флегмыМихаил0501, 19 Янв. 12, 07:25

, то ты настаиваешь на отсутствии флегмы в середине колонны и чудесном образовании флегмы где-то вверху первого десятка тарелок.

Вынуждаешь меня повториться: если тепловая энергия от пара никуда не отводится, то пар в флегму не сконденсируется.

Возможен режим осушения нижней части колонны при условии подвода большей, чем необходимо тепловой мощности.
Осушенная часть колонны перестает выполнять функцию разделения и превращается в паропровод. Тем самым снижается эффективная высота колонны.

Литокс извини что мы здесь развели эту дискуссию.Правда это относится непосредственно к теме жидкостного отбора в середине (это я так образно)колонны.Пытаемся понять сколько флегмы в середине колонны.
CoBell, тебе трудно судить,приходится только теретически,была бы у тебя насадочная колонна было бы тебе проще понять,я думаю.
Ну еще раз.Представь что окончание ректификации,старт стоп наглухо закрыт так как спирт из бака не поступает.Поступает только пар с примесями и водой с температурой 99.8*.Этим паром и питается колонна который передает парам спирта свою энергию.Эта вода вся возвращается в бак в виде флегмы и пара.
Все с водой мы покончили она передала свою энергию и ее миссия окончена.Спирта в возврате этой воды нет.
Идем дальше.Мы работаем с старт стопом датчик которого находится в 25-30см. от куба.Отбор запрещен.Но в колонне выше датчика температуры мы имеем пары спирта,это мы видим по тепературе 79*-80*.Идет ректификация так как колонна получает энергию.Ну назови это работой колонны "на себя",только без возврата и без возврата и поступления спирта в куб и из куба.
При ректификации в колонне пары спирта которые приходят на верх колонны конденсируются полностью в дефлегматоре и попадают в колонну создавая противоток флегмы и пара.Флегма постепенно принимает температуру парообразования самую низкую которая имеется в колонне 78* Прогрев мы уже выяснили происходит буквально на первых тарелках.Естественно флегма испаряется и постепенно превращается в пар.
Возникает вопрос сколько флегмы сохранится при ее движении в низ колонны учитывая все увеличивающуюся температуру пара поднимающегося по колонне.
Это необходимо чтобы знать можно ли отобрать жидкую флегму в середине колонны,есть ли она там? Так как отбор необходимо производить только флегмы сконденсированной в дефлегматоре,так как она самая чистая,а если отбирать "дикую флегму" то этого не стоит делать так как она содержит все примеси которые находятся в паре.

А не проще ли, для понимания процесса, представить не насадочную, а тарельчатую колонну (много-много тарелок) Могут ли в ней тарелки быть сухими (в установившемся режиме)?

Тимур, на тарелчатую колону можно - там специальные краники для ручного осушения на каждой тарелке. Вот например Большая Берта mjStоrm-а. Эсли на РК присобачим кранчики (сколько надо и куда надо), получится то о чем говорит Михаил0501.

На насадочной колонне не получится за просто так отбирать флегму.
Флегма покрывает насадку тонким слоем и очень хорошо за неё держится капиллярными силами.
Тебе не удастся её вытащить, придется делать по высоте колонны массу узлов отбора.
А если просто наделать в колонне кучу дырок с краниками, то отбираться будет пар.
Конечно разница между отбором флегмы и отбором пара не очень велика,
но иметь в виду этот нюанс думаю стоит.

Kotische, шутка была...

Kotische, шутка была...San2, 21 Янв. 12, 23:44

Да и я (там, где про "сухие тарелки") смайл не догадался поставить

Тимур, виноват, надо было, но не пользуюсь (пока, ну 1 раз).

Физическая суть процесса ректификации одинакова что в насадочной, что в тарелочной, что в пленочной (и даже ручейковой) колоннах - это тепло- и массо- обмен между двумя встречными потоками пара и флегмы.

Михаил0501, извини, при всем уважении вынужден констатировать, что пишешь много, а смысл в том, что ты выше написал лично я затрудняюсь найти.

Нарисовал схему ректификации с одновременным отбором голов, которую представил Литокс в этой теме.
Нарисован установившийся и оптимальный (без осушения низа колонны) режим.

Краткое пояснение схемы:
1. Пар из куба поднимается к дефлегматору, где конденсируется, образуя флегму.
2. Флегма стекает вниз в куб
3. Встречные потоки пара и флегмы на всем протяжении колонны обмениваются между собой тепловой энергией и массой. Процесс тепломассообмена встречный, поэтому изображен встречными выгнутыми стрелками.
4. Процесс тепломассообмена приводит к изменению составов пара и флегмы по длине колонны:
   - пар, отдавая с теплом флегме компоненты с наибольшей (для данного участка колонны) температурой, обогащается компонентами с меньшей температурой кипения.
   - флегма, получившая от пара тепло, отдает пару компоненты с наименьшей (для данного участка колонны) температурой.
Изменение состава пара от куба к дефлегматору и изменение состава флегмы от дефлегматора к кубу изображено изменением цвета этих потоков.

Нижняя часть колонны отбирает у пара хвостовые фракции и с флегмой возвращает их в куб.
Верхняя часть отбирает у флегмы головные фракции, которые концентрируются под дефлегматором и отбираются в верхнем узле отбора.

На насадочной колонне не получится за просто так отбирать флегму.Kotische, 21 Янв. 12, 20:04

Вот и я говорю,что отбор спирта в насадочной колонне (а я имел в виду именно ее,так как ректи колонны в нашем обиходе все насадочные ) просто не не проблематично,а невозможно.Сколько вам можно говорить что нормальной флегмы из под дефлегматора вы не отберете,ла  ла  ла это можно,но попробуйте практически,а я пока нашел место для отбора,то всю свою экспериментальную колонну сделал как друшлаг.
И не даром сделан так дефлегматор с местом для отбора голов и в 12см. ниже,с местом для отбора очищенного спирта,чтобы как меньше нарушать теплоизоляцию колонны.
А отбор Литокса,я уже говорил об этом,что здесь используется флегма образованная в результате нарушения теплоизоляции то есть дикая флегма.Качество такого спирта будет не велико так как он образован из паров поднимающихся из куба с примесями. Я так же согласен с Котище,что эффект очищения спирта в середине колонны связан с эпюрацией.Может помните,что я предлагал попробовать увеличить поток вторичной флегмы искуственно и получить преемлемый спирт уже с применением эпюрации.

Конечно разница между отбором флегмы и отбором пара не очень велика,Kotische, 21 Янв. 12, 20:04

Вот здесь позволю не согласиться с уважаемым академиком. Разница между отбором  пара или флегмы не велика  при отборе в середине колонны.В нижнем отборе который в 12см от дефлегматора разница большая и по примесям и по крепости.
CoBell, что я тебе могу сказать."Гладко было на бумаге,но......." хотя и не все гладко в твоих рассуждениях.

Вот и я говорю,что отбор спирта в насадочной колонне (а я имел в виду именно ее,так как ректи колонны в нашем обиходе все насадочные ) просто не не проблематично,а невозможно.Михаил0501, 22 Янв. 12, 07:56

На насадочной колонне не получится за просто так отбирать флегму.
Флегма покрывает насадку тонким слоем и очень хорошо за неё держится капиллярными силами.
Тебе не удастся её вытащить, придется делать по высоте колонны массу узлов отбора.
А если просто наделать в колонне кучу дырок с краниками, то отбираться будет пар.Kotische, 21 Янв. 12, 20:04

Вот и я придерживаюсь мнения, что для отбора просто нужно устроить узел отбора.

Сколько вам можно говорить что нормальной флегмы из под дефлегматора вы не отберете,ла  ла  ла это можно,но попробуйте практически,а я пока нашел место для отбора,то всю свою экспериментальную колонну сделал как друшлаг.Михаил0501, 22 Янв. 12, 07:56

Поясни, что подразумеваешь под "нормальной флегмой" и что мешает ее отобрать из-под дефлегматора?
На мой взгляд это весьма сомнительное утверждение.
То, что ты "свою экспериментальную колонну сделал как дуршлаг" - это закономерно, потому что не правильно представляешь себе процессы, происходящие в ректификационной колонне.

CoBell, что я тебе могу сказать."Гладко было на бумаге,но......." хотя и не все гладко в твоих рассуждениях.Михаил0501, 22 Янв. 12, 07:56

Опять ничем не подтвержденное заявление.
Свое видение процесса предложенной Литоксом схемы ректификации я представил в виде схемы потоков пара и флегмы.
Постичь же твое представление процесса ректификации из твоих постов лично я пока не в состоянии.
Применение тобою специальных терминов нисколько не проясняет картину, только тумана нагоняет.
Ты бы нарисовал свою схему распределения масс и температур по колонне, может тогда стало бы чего яснее...