Конденсационно-вакуумсоздающие системы вакуумных колонн

Вакуумная дистилляция. Погоня за качеством на «космическом корабле».

Другое название этого метода — «холодная» дистилляция.

Сторонники и продавцы вакуумных дистилляторов отмечают главный плюс данных систем — получение продукта высшего качества.

Это утверждение несколько спорно и требует доказательств, тех же самых хроматограмм, которые ими не предоставляются. Упор делается исключительно на «вкусовые анализаторы», что очень субъективно. А хороший дистиллят можно получить и на более простом и дешёвом оборудовании при грамотном подходе.

Вакуумная перегонка

Теперь более подробно о процессах и принципах вакуумной дистилляции (ВД). Классический дистиллятор изначально герметичен, но приёмная ёмкость всегда открыта. Если на эту приёмную ёмкость одеть также герметичную крышку и подключить насос для откачки воздуха, то получится система, которая находится под разряжением. Останется воткнуть датчик давления для управления насосом — и аппарат для вакуумной дистилляции условно готов.

Данная конструкция позволит при разряжении в системе довести спиртосодержащую жидкость до кипения при более низкой температуре. Так, при падении давления до -90 кПа (стандартное рабочее значение для вакуумных дистилляторов), вода закипает при 47 °С, а спирт при 31 °С.

Такая количественная разница приводит к тому, что полученный продукт должен быть чище, чем при обычной двойной перегонке до 100 °С (белковые дрожжи не варятся, химический состав «голов» формируются несколько по другому, «хвосты» начинают идти менее размазано). Повторюсь — весь вопрос в том, насколько качество получаемого дистиллята соотносится к стоимости оборудования.

Другие плюсы вакуумной перегонки:

Безопасность. На низких температурах гораздо ниже риск возникновения пожароопасной и взрывоопасной ситуации.
Возможность построения системы, в которой готовый продукт получается за один цикл (одна перегонка вместо двух «классических»).

«Схлопнутые» вакуумом кубы

Эта была теория, теперь некоторые практические нюансы вакуумной дистилляции, которые существенно сказываются на цене оборудования. Что надо знать, перед тем как купить вакуумный дистиллятор.

При разряжении в системе растёт как объём пара, так и его скорость. Как следствие необходимо использовать толстостенные кубы и ёмкости с овальными днищами и конусными крышками, толщина стенок должна быть не менее 3 мм, желательны рёбра жёсткости. Обычные кубы просто «схлопнуться».
При вакуумной перегонке в кубе возникает взрывное кипение. Для предотвращения этого явления необходима встраиваемая в куб мешалка. Подробно о взрывном кипении.
Малая разница между температурой пара и охлаждающей жидкостью в холодильнике приводит к увеличению необходимой мощности холодильников за счёт увеличения их объёма и большого расхода воды.
Нужен регулятор давления, мешалка с регулятором оборотов, вакуумный попугай, насос, ресивер, автоматика и прочая мелочь. Желательно применение пароводяного котла. Всё это достаточно дорого.
Использование вакуумного оборудования проблематично летом. Отжатый спирт начинает переиспаряться в приёмной ёмкости при 31-32 °С. Для борьбы с этим явлением ёмкость ставится в холодильник, что тоже усложняет всю конструкцию.
Всё оборудование должно быть качественным для исключения возможности попадания в систему воздуха.
Брага должна быть высшего качества. Так, если обычная колонна может «сгладить» и убрать некоторые косяки браги, то при вакуумной перегонке все они «вылезут» в продукт.

Нефтехимия

Внутренние конструкции некоторых колонн вакуумной перегонки отличаются от конструкций колонн атмосферной перегонки тем, что вместо лотков в них используются случайно расположенные насадки и площадки с ту-маноуловителями. Колонны большего диаметра служат для поддержания скоростей на более низком уровне. Типичная колонна вакуумной перегонки первой стадии может производить газойли, базовые компоненты смазочных масел и тяжелые остатки для деасфальтизации пропаном.

Сложными являются основная атмосферная колонна и колонна вакуумной перегонки мазута. Атмосферная ко-лоцтна состоит из 3 — 4 секций, и в ней отбирается 2 — 3 боковых погона — керосиновый, легкий и тяжелый дизельные. В вакуумных колоннах отбирается 1 — 3 боковых погона. Отбензинивающая и стабилизационная колонна относятся к простым колоннам. [3]Колонны вакуумной перегонки обычно применяются для отделения сырья каталитического крекинга от избыточного остатка.

С низа К-2 выходит мазут, который через печь П-2 подается в колонну вакуумной перегонки К-5, где разделяется на вакуумные дистилляты и гудрон. Вакуумные дистилляты и гудрон через теплообменники подогрева нефти и концевые холодильники уходят с установки.

Теплообменники предварительного подогрева, печь и теплообменник отстоя, колонна атмосферной перегонки и вакуумная печь, колонна вакуумной перегонки и ее верхняя часть восприимчивы к коррозии со стороны соляной кислоты ( НС1), сероводорода ( H2S), воды, сернистых соединений и органических кислот. При обработке сернистой сырой нефти может иметь место сильная коррозия как в колоннах атмосферной, так и вакуумной перегонки, где температуры металлов превышают 232 С, и в трубах печи. Сероводород ( H2S) также вызывает трещины в стали. При обработке сырой нефти с высоким содержанием азота окиси азота, которые являются коррозионными по отношению к стали, образуются в топочных газах печей при охлаждении их до низких температур в присутствии воды.

Изобразите технологическую схему входящих и выходящих потоков для установок, которые были рассмотрены до сих пор: ректификационная колонна для сырой нефти, колонна вакуумной перегонки, установка каталитического крекинга и установка газофракционирования.

В качестве боковых погонов из колонны 10 выводятся керосиновая и дизельная фракции, которые первоначально подаются в секции отпарных колонн И и 12, в которых из боковых погонов в присутствии водяного пара удаляются легкие фракции. Затем керосиновая и дизельная фракции выводятся с установки. С низа колонны 10 выходит мазут, который через печь 19 подается в колонну вакуумной перегонки 20, где разделяется на вакуумные дистилляты и гудрон. Вакуумный дистиллят и гудрон через теплообменники подогрева нефти 1 2 и концевой холодильник 29 уходят с установки. [8]Колонны вакуумной перегонки обеспечивают пониженное давление, требуемое для предотвращения термического крекинга при перегонке остатка или верхней сырой нефти из колонны атмосферной перегонки при более высоких температурах. Внутренние конструкции некоторых колонн вакуумной перегонкиотличаются от конструкций колонн атмосферной перегонки тем, что вместо лотков в них используются случайно расположенные насадки и площадки с ту-маноуловителями. Колонны большего диаметра служат для поддержания скоростей на более низком уровне. Типичная колонна вакуумной перегонки первой стадии может производить газойли, базовые компоненты смазочных масел и тяжелые остатки для деасфальтизации пропаном.

Колонны вакуумной перегонки обеспечивают пониженное давление, требуемое для предотвращения термического крекинга при перегонке остатка или верхней сырой нефти из колонны атмосферной перегонки при более высоких температурах. Внутренние конструкции некоторых колонн вакуумной перегонки отличаются от конструкций колонн атмосферной перегонки тем, что вместо лотков в них используются случайно расположенные насадки и площадки с ту-маноуловителями. Колонны большего диаметра служат для поддержания скоростей на более низком уровне. Типичная колонна вакуумной перегонки первой стадииможет производить газойли, базовые компоненты смазочных масел и тяжелые остатки для деасфальтизации пропаном.

Нагретая сырая нефть физически разделяется на различные фракции, или фракции прямой перегонки, отличающиеся определенными диапазонами температур кипения и классифицируемые в порядке уменьшения летучести на: газы, легкие дистилляты, средние дистилляты, газойли и остатки. Фракционирование осуществляется на основе того, что градация по температуре от нижней части до верхней части колонны перегонки заставляет компоненты с более высокими температурами кипения конденсироваться первыми, в то время как фракции с более низкими температурами кипения поднимаются выше в колонне прежде, чем они конденсируются. Внутри колонны поднимающиеся пары и опускающиеся жидкости ( орошение) смешиваются на уровнях, где их составы находятся в динамическом равновесии друг с другом. На этих уровнях ( ректификационные тарелки) располагаются специальные лотки, которые удаляют фракцию жидкости, которая конденсирует на каждом уровне. В типичной двухступенчатой установке по переработке сырой нефти за колонной атмосферной перегонки, производящей легкие фракции и дистилляты, немедленно следует колонна вакуумной перегонки, которая обрабатывает атмосферные остатки. После перегонки только небольшое количество углеводородов подходит для использования в качестве конечного продукта без дальнейшей обработки.

Вакуумная дистилляция браги для самогона

Ваш спирт может стать совершеннее, мягче, ароматнее, чище и вкуснее.Поможет в этом вакуумная дистилляциясамогона, которая была разработана для нефтеперерабатывающейпромышленности. Она, в противовес обычной, атмосферной, реальна, и совсем нетак сложна, как считают некоторые винокуры.

Что такое вакуумная дистилляция браги?

Дома — это перегонка при пониженном атмосферном давлении. Правильнее называть ее именно низкоатмосферной. На заводах и в лабораториях — перегонка в настоящем вакууме. Дело в том, что в условиях низкого давления жидкости кипят при температуре в 2-2,5 раза ниже, чем обычно.

Например, спирт закипает не при 78,3о, а при 45-63о.

Преимущества вакуумной дистилляция браги длясамогона

Что следует из особенностей процесса:

вы экономите время и энергию, ведь перегонка идет быстрее;
белки сырья и дрожжей не сворачиваются при кипении и не дают избыточной сивухи;
сохраняются и ароматные летучие эфиры, которые обычно разрушаются первыми.

На вакуумном оборудовании перегоняют даже густые браги, применяя сетчатыйфильтратор.

Вакуумную дистилляцию можно проводить дома, если купить специальноеоборудование. Правда, стоимость фабричного комплекта приближается к 100 000рублей. Стоимость оборудования от народных умельцев, маленьких компаний икитайского подполья начинается от 30 000 рублей. И тут либо подкопить денег,либо просто приобрести:

вакуумный насос с автоматикой, для откачивания воздуха;
качественный самогонный аппарат из нержавеющий стали не менее 1 мм толщиной, по возможности — с ребрами жесткости, а еще — с ниппелями под манометр и термометр, клапаном на крышке и кламповыми соединениями.

Тазик и банки у вас наверняка есть. Осталось только подумать, чемгерметизировать вот такую систему:

Знатоки утверждают, что с герметизацией справляется сантехническийгерметик-гель.

Как делается вакуумная дистилляция

Нужно собрать систему, задать давление в ней при помощи датчика, выкачать излишек воздуха насосом, нагреть и дистиллировать, как обычно. Выглядит просто, не правда ли?

А теперь нюансы.

Головы, хвосты и тело отводят через отдельные трубки в отдельные емкости, пережимая и открывая их в зависимости от очередности. Для этого нужны 3 банки разного объема.
Герметичные крышки банок нужно оснастить 2 трубками: для приема дистиллята и для связи с атмосферой и выравниванием давления внутри банки.
Силиконовые трубки лучше усилить пружиной из нержавейки изнутри, иначе они “склеятся” при откачивании воздуха.
Следует принимать в расчет повышенные пенообразование и скорость пара, корректируя работу системы. Возможно, нужно будет заменить холодильник на более мощный. Особенно актуален вопрос пенообразования для фруктовых, пектиновых и зерновых, крахмалистых браг. Выберите для начала что-то попроще из наших рецептов браги для самогона.
Внимательно наблюдайте за процессом, чтобы не пропустить взрывное кипение. Если куб вздрагивает и периодически шумит, выключайте, ждите и перемешивайте брагу.

Вакуумная дистилляция браги для самогона: стоитили нет

После вакуумной дистилляции к атмосферной, обычной перегонке вас уже невернуть, настолько отличается качество. В остальном, вакуумная перегонкаобещает целый набор сложностей, так что каждый винокур решает сам, применятьэтот метод или нет.

Если вы пока не готовы к тратам или сборке чуда технической мысли, продолжайте дистиллировать на хорошем аппарате, с контролем по пару, датчиком температуры и конструкцией из нержавеющей стали. Пример такого аппарата — Luxstahl 7.