Маленькие хитрости и большие секреты. Часть первая.

В этой статье мы, учитывая свой многолетний опыт создания и эксплуатации насадочных ректификационных колонн, рассказываем о всех деталях и подводных камнях этого процесса. Если мы что-то упустили или у читателя есть вопросы — напишите нам, мы ответим на вопросы и дополним эту статью.

Факторы (или детали конструкции), о которых пойдёт речь, могут показаться читателю самоочевидными, но, раз уж эта статья посвящена деталям, влияющим на результат процесса ректификации — мы не могли не сказать о них.

Самый большой маленький секрет, хотя бы и очевидный, но о котором надо сказать в первую очередь ввиду его важности — колонна с насадкой должна быть расположена вертикально, в противном случае на наклонной поверхности колонны образуется ручей флегмы. Она, конечно, будет растекаться по прилегающим элементам насадки, но пар пойдёт с противоположной стороны, там, где меньше аэродинамическое сопротивление. А оно меньше там, где меньше флегмы. Колонну надо располагать не просто вертикально, а очень-очень строго вертикально, точности строительного уровня недостаточно, тем более, что производители уровней гораздо большее внимание уделяют точности расположения горизонтального пузырька, чем вертикального. Вертикальность колонны в двух взаимно перпендекулярных плоскостях надо проверять дважды в каждой плоскости, переворачивая уровень на 180 град., стремясь к одинаковому положению пузырька в обоих измерениях.

Менее очевидная, но тоже важная деталь — конструкция опорной решётки. Если эта решётка — плоская сетка, то в том месте, где она соприкасается с насадкой проходное сечение (т.е. то, через которое проходит пар и стекает флегма) будет наименьшим.

Производительность колонны ограничена наименее пропускным участком : если пропускная способность ограничена насадкой — будет верхний захлёб колонны (стекающая жидкость всегда скапливается над самым узким местом), если решёткой — будет нижний захлёб по той-же причине. По манометру в кубе эти захлёбы неразличимы, но они различимы по интенсивности производимого ими шума — верхний захлёб гораздо громче нижнего, т.к. шум последнего эффективно глушит расположенная выше насадка.

Здесь есть полная аналогия с фильтром (опорную решётку можно рассматривать как фильтр, отделяющий твёрдую насадку от паро-жидкостного потока), плоские фильтры нигде не используются из-за низкой эффективности. Опорный пыж (вот такой) —

ничуть не лучше плоской сетки, т.к. имеет все её недостатки, только более жёсткий, но на производительность жёсткость опоры не влияет.

При необходимости фильтрации потока в постоянном сечении делают вот такие фильтрующие вставки:

Такую вставку под свою колонну, конечно, самостоятельно не сделать. Но и не нужно — важна идея: раздвинуть по вертикали опорную решётку, увеличив площадь пропускающей поверхности. Необходимое увеличение легко достигается заменой плоской сетки на хаотично скомканный комок из проволоки не толще той, из которой сделана насадка. Но ему нужна центральная опора (в отличии от конической, которой достаточно опоры на периметр основания, т.к. конус — жёсткая конструкция), комок проволоки требует опоры по центру. Но вполне достаточно кустарно сделанного перекрестия.

Эти мелочи, хотя бы и важные — очевидны. Менее очевиден, но не менее важен (по степени влияния на результат) способ отбора дистиллята. Но об этом в следующей части.