Ke hoʻomaopopo nei i nā mīkini distillation ma ka ʻoihana kemika
ʻO ka distillation kekahi o nā hana ʻāpana koʻikoʻi loa i ka ʻoihana kemika. Mai ka hoʻomaʻemaʻe ʻana i ka solvent ma ke keʻena hoʻokolohua a hiki i ka hoʻokaʻawale ʻana o nā ʻāpana petroleum ma kahi pae hoʻomaʻemaʻe, ʻo ka distillation ke kumu o nā kaʻina hana he nui. Hoʻokaʻawale nā mīkini distillation—inā he mau ʻāpana maʻalahi a i ʻole nā kolana distillation nui —i nā hui ʻana ma muli o nā ʻokoʻa o ka volatility (maʻalahi o ka mahu ʻana) o kā lākou mau ʻāpana. Kūkākūkā kēia ʻatikala i nā manaʻo kumu , nā ʻāpana nui, nā ʻano distillation, nā palena hana, a me nā pilikia a me nā ʻano palekana o ka hana ʻana i kahi ʻōnaehana distillation.
Nā Kumumanaʻo Kumu o ka Distillation
ʻO ke kumu, hoʻohana ka distillation i ka ʻoiaʻiʻo he ʻokoʻa ka paila ʻana o kēlā me kēia mea a me ke kaomi mahu. Ke hoʻomehana ʻia kahi hui ʻana, e neʻe nā ʻāpana i ʻoi aku ka volatile i ka pae mahu. A laila hoʻomaʻalili ʻia kēia mahu i loko o kahi condenser a hiki i ka hoʻi ʻana i kahi wai (distillate). I kēia manawa, ʻo ka wai i koe i loko o ka ipu hoʻomehana a i ʻole ka lalo o ke kolamu e waiwai nui i nā ʻāpana me nā kiko paila kiʻekiʻe.
Eia nō naʻe, he mea nui e hoʻomaopopo ʻaʻole wale ka distillation i ka "hoʻomehana a me ka hoʻoluʻu ʻana." No kahi hui i hāʻawi ʻia, aia ke kaulike vapor-liquid (VLE), e hoʻoholo ana i ka haku mele ʻana o ka vapor a me ka wai ma kahi mahana a me ke kaomi i hāʻawi ʻia. I loko o kahi kolamu distillation, hana pinepine ʻia nā kaʻina hana evaporation a me condensation ma nā pae like ʻole, e hopena ana i nā hoʻokaʻawale ʻoi aku ka ʻoi ma mua o ka distillation hoʻokahi.
Nā ʻĀpana Nui o kahi Mīkini/ʻĀpana Hoʻoheheʻe
I ka ʻoihana, ʻo ka "mīkini distillation" e pili pinepine ana i kahi pūʻolo o nā lako e hana ana ma ke ʻano he ʻōnaehana. ʻO kāna mau ʻāpana nui:
1. Reboiler (mea hoʻomehana kolamu lalo)
Hoʻolako ka reboiler i ka wela e hoʻomāhu i kekahi o ka wai ma lalo o ke kolamu. Piʻi ka mahu hopena i luna o ke kolamu a hana ma ke ʻano he "mīkini" no ka hoʻokaʻawale ʻana. ʻO nā ʻano reboilers maʻamau e komo pū me nā kettle reboilers, thermosiphon reboilers, a me nā forced circulation reboilers.
2. Koluma hoʻoheheʻe
ʻO ke kolamu ka mea hoʻokaʻawale mua. Loaʻa iā ia kahi mea hoʻopili mahu-wai ma ke ʻano o kahi pā (kānana/pā) a i ʻole ka hoʻopili ʻana. ʻO ka pahuhopu ka hana ʻana i kahi wahi hoʻopili nui i hiki ai i ka mahu a me ka wai ke kaulike mālie.
3. Pā a i ʻole ka hoʻopili ʻana
– He kūpono nā pā (e laʻa me nā pā kānana, nā pā kiwikā, nā pāpale pehu) no kahi laulā hana ākea a maʻalahi hoʻi ke nānā ʻia, akā ʻoi aku ka nui o ka emi ʻana o ke kaomi.
– ʻO ka hoʻopili ʻana (random a structured paha) i koho pinepine ʻia no ka distillation vacuum a i ʻole nā ʻōnaehana i pili i nā hāʻule kaomi, no ka mea, ʻoi aku ka haʻahaʻa o ka hāʻule kaomi.
4. Mea hoʻopaʻa
Hoʻomaʻalili ka mea hoʻomāʻalili i ka mahu mai luna o ke kolamu a lilo i wai. Hiki iā ia ke lilo i mea hoʻomāʻalili holoʻokoʻa (e hoʻomāʻalili ana i ka mahu a pau) a i ʻole he mea hoʻomāʻalili hapa (e hana ana i ka hui mahu-wai).
5. Pahu reflux a me ka ʻōnaehana reflux
Hoʻiliʻili ʻia ka distillate mai ka condenser, a laila kahe kekahi o ia mea i luna o ke kolamu ma ke ʻano he reflux. He mea koʻikoʻi ka reflux no ka mea hoʻomaikaʻi ia i ka maʻemaʻe o ka huahana luna ma ka "holoi ʻana" i ka mahu e piʻi ana me ka wai e iho ana.
6. Nā pamu, nā paipu, nā mana o nā mea kani
Hilinaʻi nā ʻōnaehana hoʻoheheʻe i ka kaohi ʻana o ke kahe ʻana o ke kahe, ka mahana, ke kaomi, a me ka pae wai. Hoʻoholo ka kaohi paʻa i ka maikaʻi o ka huahana a me ka pono o ka ikehu.
Nā ʻano Distillation ma ka ʻoihana kemika
Ua hoʻomohala ʻia nā ʻano distillation like ʻole e hoʻoponopono i nā ʻano like ʻole o nā hui ʻana:
1. Hoʻoheheʻe maʻalahi
Ma keʻano laulā no nā ʻokoʻa nui o ka paila ʻana a i ʻole nā kaʻawale ʻana. ʻOi aku ka pinepine no ka pae liʻiliʻi.
2. Hoʻoheheʻe hapa
Ke hoʻohana nei i nā kolamu me nā pae hoʻokaʻawale he nui. ʻO kēia ke ʻano maʻamau i ka ʻoihana, no ka laʻana, ka hoʻokaʻawale ʻana o benzene-toluene a i ʻole ka hoʻokaʻawale ʻana o ka hydrocarbon.
3. Hoʻoheheʻe ʻana i ka vacuum
ʻO ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i ke kaomi hana e hoʻohaʻahaʻa i ke kiko paila he kūpono ia no nā hui me nā kiko paila kiʻekiʻe a i ʻole nā mea e pala maʻalahi i nā mahana kiʻekiʻe. Nā laʻana: nā ʻāpana petroleum kaumaha, ka hoʻomaʻemaʻe ʻana i kekahi mau monomers.
4. Hoʻoheheʻe mahu
Hoʻokomo ʻia ka mahu wai e kōkua i ka hoʻomaloʻo ʻana i nā ʻāpana organik i nā mahana haʻahaʻa. Hoʻohana nui ʻia ia i nā aila koʻikoʻi a me kekahi mau kaʻina hana hoʻōla solvent.
5. Hoʻoheheʻe ʻana o Azeotropic / extractive
No nā hui ʻana e hana ana i nā azeotropes (ua like ka hui ʻana o ka mahu me ka hui ʻana o ka wai), he paʻakikī ka hoʻoheheʻe maʻamau e hoʻokō i ka maʻemaʻe kiʻekiʻe. ʻO ka hopena: hoʻohui i kahi entrainer (azeotrope) a i ʻole kahi solvent koho (extractive) e hoʻololi i ka volatility pili. He laʻana maʻamau: ka hoʻomaʻemaʻe ʻana o ka ethanol mai kahi hui ethanol-wai.
Nā Palena Hana Koʻikoʻi
I mea e hana pono ai ka mīkini distillation, nānā nā mea hoʻohana a me nā ʻenekinia i kekahi mau palena:
– Kaomi kolamu: Hoʻopilikia i ke kiko paila a me VLE. Hoʻonui ke kaomi kiʻekiʻe i ka mahana hana; kōkua ke kaomi haʻahaʻa i nā hui wela.
– Lākiō Reflux: ʻO ke kiʻekiʻe o ka reflux, piʻi ka maʻemaʻe, akā piʻi pū ka hoʻohana ʻana i ka ikehu.
– Ka nui o ka paila ʻana / hana hoʻolapalapa hou ʻana: Hoʻoholo i ka nui o ka mahu e piʻi ana; ʻo ka haʻahaʻa loa e hopena i ka hoʻokaʻawale maikaʻi ʻole, ʻo ke kiʻekiʻe loa hiki ke hoʻoulu i ke kahe ʻana.
– Ka helu kumumanaʻo o nā pae a me ka pono o ka pā/hoʻopili ʻana: Kōkua ke kumumanaʻo o nā pae kumumanaʻo i ka hoʻolālā. Hoʻopili ʻia ka pono maoli e ka hydrodynamics a me nā waiwai kino o ka hui ʻana.
– Nā kūlana hānai (mahana, pae, haku mele, helu): Hoʻopilikia nā kūlana hānai i ka ʻikepili mahana a me ka ukana kolamu. Hoʻohana pinepine ʻia nā preheaters a i ʻole nā pahu flash e hoʻomaʻamaʻa i ka hānai.
Nā maʻi ʻoki kino maʻamau
I ka hana maoli, hiki i nā kolamu distillation ke hālāwai me nā pilikia aʻe:
– Ke kahe ʻana o ka mahu: Kiʻekiʻe loa ke kahe ʻana o ka mahu a paʻakikī i ka wai ke iho i lalo; e hoʻonui ana i ka emi ʻana o ke kaomi, e hōʻemi ana i ka maikaʻi o ka huahana.
– Uē/hoʻolei ʻana: Haʻahaʻa loa ka mahu a komo ka wai ma loko o ka pā; hōʻino ka pilina o ka mahu-wai.
– Huʻa: Hoʻonui ka huʻa i ka entrainment (ka neʻe ʻana o ka wai i luna), e hōʻemi ana i ka maʻemaʻe.
– Ka Hoʻokomo ʻia ʻana: Nā kulu wai i lawe ʻia e ka mahu i luna; hiki ke hoʻohaumia i ka distillate.
– Ka haumia/unahi: Hoʻemi nā waihona i ka hoʻoili wela i loko o ka reboiler/condenser a pani i ka ʻūpā/pā.
ʻO ka hoʻoponopono ʻana i kēia mau pilikia e pili pinepine ana i ka hoʻoponopono ʻana i ke kuleana o ka reboiler, reflux, pressure, a i ʻole ka mālama manawa (ka hoʻomaʻemaʻe a me ka nānā ʻana i loko).
Ka Pono o ka Ikehu a me ka Hoʻohui Wela
Ua ʻike ʻia ka distillation he hana hoʻohana nui i ka ikehu ma muli o ka nui o ka hoʻomehana a me ka condensation e pono ai. Ke ʻimi nei ka ʻoihana hou e hoʻonui i ka pono ma o:
– Hoʻohui wela: Ke hoʻohana nei i ka wela mai nā kahawai hana ʻē aʻe no ka hoʻomehana mua ʻana i ka hānai.
– Hoʻoheheʻe ʻia ka hopena he nui a me ka pamu wela: Ke hoʻohana nei i ka hoʻopili mahu a i ʻole ka hoʻoponopono kaomi e "hana hou" i ka wela o ka condensation.
– Hoʻonui kaohi: Kōkua ka Advanced Process Control (APC) i ka mālama ʻana i nā hana kokoke i kahi kūpono me ka ʻole o ka mōhai ʻana i ka maikaʻi.
He mea nui kēia mau hana pono, no ka mea, ʻo ke kumukūʻai ikehu ka mea nui i nā kumukūʻai hana o kahi ʻāpana distillation.
Nā ʻAoʻao Palekana a me ke Kaiapuni
Hana nā mīkini hoʻoheheʻe wai ma lalo o nā mahana a me nā kaomi kiʻekiʻe, a lawelawe pinepine lākou i nā mea lapalapa , ʻawahia, a i ʻole nā mea ʻino. No laila, pono e lilo ka palekana i mea nui:
– Palekana i ke kaomi: Kiwikā hoʻomaha a me ka ʻōnaehana lapalapa e pale aku ai i ke kaomi nui.
– Kaohi leaka: Ke sila ʻana i nā pamu, nā flanges, a me nā ʻōnaehana ʻike kinoea.
– Nā mea hana: Koho ʻana i nā mea kūpale i ka pala (e laʻa me ke kila kila, nā mea hoʻohui kūikawā) e like me nā waiwai kemika.
– Nā hoʻokuʻu ʻana a me nā ʻōpala: Kaohi ʻana i ka VOC (nā pūhui organik volatile), ka mālama ʻana i ka condensate, a me ka pale ʻana i ka hoʻokuʻu ʻana i nā mea weliweli.
ʻO ka mālama ʻana i nā kūlana (e like me API/ASME) a me ka hoʻokō ʻana o HAZOP a me nā kaʻina hana koʻikoʻi e kōkua nui i ka pale ʻana i nā hanana.
Pani
ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i nā mīkini distillation i ka ʻoihana kemika ʻo ia hoʻi ka hoʻomaopopo ʻana i ka pilina ma waena o ka thermodynamics, ka hoʻoili nuipa, ka hoʻoili wela , ka hoʻolālā lako, a me nā hoʻolālā kaohi. ʻAʻole wale ka distillation he mea hoʻokaʻawale, akā he ʻōnaehana i hoʻohui ʻia e hoʻoholo ai i ka maikaʻi o ka huahana, ka hoʻohana ʻana i ka ikehu, a me ka palekana o ke kaʻina hana. Ma ke koho ʻana i ke ʻano distillation kūpono , ka hoʻolālā kolamu kūpono, a me ka hana i kāohi ʻia a me ka pono, hiki i ka ʻoihana ke hana i nā huahana kemika maʻemaʻe kiʻekiʻe me ka hoʻokele waiwai a me ka palekana.
Inā makemake ʻoe, hiki iaʻu ke hoʻololi i kēia ʻatikala i ʻoi aku ka loea (me nā laʻana o nā helu ʻana o ka reflux ratio, nā pae kumumanaʻo, a i ʻole McCabe-Thiele) a i ʻole kaulana no ka mea heluhelu maʻamau.
