Lílóye Àwọn Ẹ̀rọ Ìmúdàgba Nínú Iṣẹ́ Kẹ́míkà
Ìtújáde omi jẹ́ ọ̀kan lára àwọn iṣẹ́ pàtàkì jùlọ nínú iṣẹ́ kẹ́míkà. Láti ìwẹ̀nùmọ́ omi nínú yàrá ìwádìí sí ìyàsọ́tọ̀ àwọn ìpín epo rọ̀bì lórí ìwọ̀n ilé iṣẹ́ ìtúnṣe omi, ìtújáde omi jẹ́ ẹ̀yìn iṣẹ́ ọ̀pọ̀lọ́pọ̀ iṣẹ́ ìṣẹ̀dá. Àwọn ẹ̀rọ ìtújáde omi—yálà àwọn ẹ̀rọ tí ó rọrùn tàbí àwọn ọ̀wọ́n ìtújáde omi ńlá —yàtọ̀ àwọn àdàpọ̀ tí ó dá lórí ìyàtọ̀ nínú ìyípadà (ìrọrùn ìtújáde omi) ti àwọn èròjà wọn. Àpilẹ̀kọ yìí jíròrò àwọn èrò ìpìlẹ̀ , àwọn èròjà pàtàkì, àwọn irú ìtújáde omi, àwọn ìlànà iṣẹ́, àti àwọn ìpèníjà àti àwọn apá ààbò ti ṣíṣiṣẹ́ ètò ìtújáde omi.
Àwọn Ìlànà Ìpìlẹ̀ ti Ìtújáde
Ní pàtàkì, ìfọ́ omi ń lo òtítọ́ pé ohun kọ̀ọ̀kan ní ibi ìfọ́ omi àti ìfúnpá afẹ́fẹ́ tó yàtọ̀ síra. Nígbà tí a bá gbóná àdàpọ̀ kan, àwọn ohun tí ó lè yí padà yóò yípadà sí ìpele afẹ́fẹ́. Lẹ́yìn náà, a máa tutù afẹ́fẹ́ yìí nínú ẹ̀rọ amúlétutù títí yóò fi padà sí omi (ìfọ́ omi). Ní àkókò kan náà, omi tí ó kù nínú ohun èlò ìgbóná tàbí ìsàlẹ̀ ọ̀wọ̀n náà máa ń ní àwọn èròjà tí ó ní àwọn èròjà tí ó ga jù.
Sibẹsibẹ, o ṣe pataki lati loye pe distillation kii ṣe "gbigbona ati itutu." Fun adalu kan, vapor-liquid equation (VLE) wa, ti n pinnu akopọ ti vapor ati omi ni iwọn otutu ati titẹ kan. Ninu ọwọn distillation, awọn ilana evaporation ati condensation waye leralera ni awọn ipele oriṣiriṣi, ti o yorisi awọn iyapa ti o mu pupọ ju ti distillation kan lọ.
Àwọn Ohun Pàtàkì Nínú Ẹ̀rọ Ìmúdà/Ẹyọ
Nínú iṣẹ́, “ẹ̀rọ ìtújáde” sábà máa ń tọ́ka sí àpò àwọn ohun èlò tí ó ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ètò kan. Àwọn èròjà pàtàkì rẹ̀ ni:
1. Atunbo (ohun elo itutu apa isalẹ)
Ẹ̀rọ atún-iṣẹ́ náà ń pèsè ooru láti mú kí omi tó wà ní ìsàlẹ̀ ọ̀wọ̀n náà gbẹ. Ẹ̀rọ atún-iṣẹ́ náà yóò gòkè sí orí ọ̀wọ̀n náà, yóò sì ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí "ẹ̀rọ" fún ìyàsọ́tọ̀. Àwọn irú ẹ̀rọ atún-iṣẹ́ tó wọ́pọ̀ ni àwọn ẹ̀rọ atún-iṣẹ́ kettle, àwọn ẹ̀rọ atún-iṣẹ́ thermosiphon, àti àwọn ẹ̀rọ atún-iṣẹ́ tí a fi agbára mú ṣiṣẹ́.
2. Ọwọ̀n ìtújáde
Ọ̀wọ̀n náà ni ohun èlò ìyàsọ́tọ̀ àkọ́kọ́. Ó ní ohun èlò ìfọwọ́sowọ́pọ̀ olómi-afẹ́fẹ́ ní ìrísí àwo (àlẹ̀/àwo) tàbí ìdìpọ̀. Ète rẹ̀ ni láti ṣẹ̀dá agbègbè ìfọwọ́sowọ́pọ̀ ńlá kan kí èéfín àti omi náà lè dé ìwọ̀n tó yẹ díẹ̀díẹ̀.
3. Àwo tàbí Àpò
– Àwọn àwo (fún àpẹẹrẹ àwọn àwo síìfù, àwọn àwo fálùfù, àwọn ìbòrí ìfọ́) yẹ fún ibi iṣẹ́ tó gbòòrò, wọ́n sì rọrùn láti ṣọ́, ṣùgbọ́n wọ́n sábà máa ń ní ìdínkù titẹ tó pọ̀ sí i.
– A sábà máa ń yan ìdìpọ̀ (láìṣeéṣe tàbí ìṣètò) fún ìtújáde afẹ́fẹ́ tàbí àwọn ètò tí ó ní ìmọ̀lára sí ìtújáde ìfúnpá, nítorí pé ìtújáde ìfúnpá náà kéré síi.
4. Kondenser
Ẹ̀rọ ìtútù náà máa ń mú kí èéfín náà tutù láti orí òpó náà sí omi. Ó lè jẹ́ ẹ̀rọ ìtútù gbogbo (tí ó ń mú kí èéfín náà dìpọ̀) tàbí ẹ̀rọ ìtútù díẹ̀ (tí ó ń mú àdàpọ̀ èéfín àti omi jáde).
5. Ìlù Reflux àti ètò reflux
A máa kó omi tí a fi ń yọ́ omi láti inú condenser náà jọ, lẹ́yìn náà díẹ̀ lára rẹ̀ yóò padà sí orí òpó náà gẹ́gẹ́ bí reflux. Reflux ṣe pàtàkì nítorí pé ó ń mú kí ìwẹ̀nùmọ́ ọjà òkè náà sunwọ̀n sí i nípa “fọ́” omi tí ń sọ̀kalẹ̀ pẹ̀lú omi tí ń sọ̀kalẹ̀.
6. Àwọn pọ́ọ̀pù, àwọn páìpù, àwọn ìṣàkóso ohun èlò orin
Àwọn ètò ìtújáde omi gbára lé ìṣàkóso ìwọ̀n ìṣàn omi, ìwọ̀n otútù, ìfúnpá, àti ìpele omi. Ìṣàkóso tó dúró ṣinṣin ló ń pinnu dídára ọjà àti agbára tó ń ṣiṣẹ́ dáadáa.
Awọn Iru Distillation ninu Ile-iṣẹ Kemikali
A ṣe agbekalẹ awọn oriṣiriṣi awọn iru distillation lati koju awọn abuda oriṣiriṣi ti awọn adalu:
1. Ìyọkúrò tí ó rọrùn
Ni gbogbogbo fun awọn iyatọ aaye ti o tobi tabi awọn ipinya ti o nira. Ni igbagbogbo fun awọn iwọn kekere.
2. Ìyọkúrò ìpín-ẹ̀yà
Lílo àwọn ọ̀wọ́n pẹ̀lú àwọn ìpele ìpínyà púpọ̀. Èyí ni irú tí ó wọ́pọ̀ jùlọ ní ilé-iṣẹ́, fún àpẹẹrẹ, ìpínyà benzene-toluene tàbí ìpínyà hydrocarbon.
3. Ìyọkúrò ìfọ́mọ́
Dídín ìfúnpá iṣiṣẹ́ kù láti dín ibi tí ó ń hó kù jẹ́ ohun tó dára fún àwọn èròjà tí wọ́n ní àwọn ibi tí ó ń hó tàbí àwọn tí ó ń yọ́ ní irọ̀rùn ní iwọ̀n otútù gíga. Àpẹẹrẹ: àwọn ìpín epo rọ̀bì líle, títún àwọn monomer kan ṣe.
4. Ìyọkúrò afẹ́fẹ́
A máa ń fi omi tú omi jáde láti mú kí àwọn èròjà oníná tí ó wà nínú ara gbóná jáde ní ìwọ̀n otútù díẹ̀. A máa ń lò ó fún àwọn epo pàtàkì àti àwọn ìlànà ìtúnṣe omi.
5. Ìyọkúrò Azeotropic / extractive distillation
Fún àwọn àdàpọ̀ tí ó ń ṣe azeotropes (àdàpọ̀ afẹ́fẹ́ dọ́gba pẹ̀lú àdàpọ̀ omi), ìfọ́mọ́lẹ̀ àṣà jẹ́ ohun tí ó ṣòro láti rí ìwẹ̀nùmọ́ gíga. Ojútùú náà: fífi ohun tí ń mú kí nǹkan gbóná (azeotrope) tàbí ohun tí a yàn (èròjà) kún un láti yí ìyípadà ìbáramu padà. Àpẹẹrẹ àtẹ̀yìnwá: ìwẹ̀nùmọ́ ethanol láti inú àdàpọ̀ ethanol-omi.
Awọn Eto Iṣiṣẹ Pataki
Ni ibere fun ẹrọ distillation lati ṣiṣẹ daradara, awọn oniṣẹ ati awọn onimọ-ẹrọ fojusi lori ọpọlọpọ awọn paramita:
– Ìfúnpọ̀ ọ̀wọ̀n: Ó ní ipa lórí ibi tí ooru ń gbóná àti VLE. Ìfúnpọ̀ gíga ń mú kí iwọ̀n otútù ṣiṣẹ́ pọ̀ sí i; ìfúnpọ̀ kékeré ń ran àwọn èròjà tí ó ní ìmọ̀lára ooru lọ́wọ́.
– Ìpíndọ́gba Ìfàsẹ́yìn: Bí ìfàsẹ́yìn náà ṣe ga tó, ni ìwẹ̀nùmọ́ náà máa ń pọ̀ sí i, ṣùgbọ́n lílo agbára náà máa ń pọ̀ sí i.
– Iṣẹ́ ìgbóná omi/àtúnṣe omi: Ó ń pinnu iye ooru tí ń ga sí i; èyí tí ó kéré jù yóò yọrí sí ìyàsọ́tọ̀ tí kò dára, èyí tí ó ga jù lè fa ìkún omi.
– Iye awọn ipele ti o ni imọran ati ṣiṣe atẹ/ikojọpọ: Ero ti awọn ipele ti o ni imọran ṣe iranlọwọ fun apẹrẹ. Lilo agbara gidi ni a ni ipa nipasẹ awọn agbara hydrodynamics ati awọn abuda ti ara ti adalu naa.
– Awọn ipo ifunni (iwọn otutu, ipele, akojọpọ, oṣuwọn): Awọn ipo ifunni ni ipa lori profaili iwọn otutu ati fifuye ọwọn. Awọn ohun elo ti a fi n gbona tabi awọn ilu filasi ni a maa n lo lati ṣe eto ifunni naa.
Àwọn Àìsàn Iṣẹ́ Abẹ Tó Wọ́pọ̀
Ni iṣiṣẹ gidi, awọn ọwọn distillation le pade awọn iṣoro wọnyi:
– Ìkún omi: Ìṣàn omi náà ga jù débi pé omi náà ní ìṣòro láti sọ̀kalẹ̀; èyí sì ń mú kí ìdínkù titẹ náà pọ̀ sí i, èyí sì ń dín dídára ọjà kù.
– Ẹkún/ìdàsílẹ̀: Ooru ti lọ silẹ pupọ tobẹẹ ti omi fi n wọ́ inu atẹ naa; ifunkan omi eeru naa n bajẹ.
– Fífọ́: Fọ́mù ń mú kí ìfàmọ́ra pọ̀ sí i (ìṣípo omi sókè), ó sì ń dín ìwà mímọ́ kù.
– Ìbáṣepọ̀: Àwọn omi tí afẹ́fẹ́ ń gbé lọ sí òkè; ó lè ba distillate jẹ́.
– Ìbàjẹ́/ìwọ̀n: Àwọn ohun tí a fi pamọ́ máa ń dín ìyípadà ooru kù nínú ẹ̀rọ atún-iṣẹ́/amúlétutù, wọ́n sì máa ń dí àpò/àwo náà.
Dídá àwọn ọ̀ràn wọ̀nyí níí ṣe pẹ̀lú ṣíṣe àtúnṣe iṣẹ́ reboiler, reflux, pressure, tàbí ìtọ́jú lẹ́ẹ̀kọ̀ọ̀kan (mímọ́ àti àyẹ̀wò inú).
Lilo Agbara ati Iṣọpọ Ooru
A mọ̀ pé ìtújáde omi jẹ́ iṣẹ́ tó gba agbára púpọ̀ nítorí pé ó ní agbára púpọ̀ láti mú kí ìgbóná àti ìtújáde omi pọ̀ sí i. Àwọn ilé iṣẹ́ òde òní ń wá ọ̀nà láti mú kí iṣẹ́ wọn sunwọ̀n sí i nípa:
– Ìṣọ̀kan ooru: Lilo ooru lati awọn ṣiṣan ilana miiran fun ifunni ti o ti n gbona tẹlẹ.
– Ìyọrísí ìfúnpọ̀ àti ìfúnpọ̀ ooru: Lílo ìfúnpọ̀ ooru tàbí ìṣàtúnṣe ìfúnpọ̀ láti “tún” ooru ìfúnpọ̀.
– Ṣíṣe àtúnṣe ìṣàkóso: Ìṣàkóso Ìlànà Ìlọsíwájú (APC) ń ran àwọn iṣẹ́ lọ́wọ́ láti wà ní ibi tí ó dára jùlọ láìsí ìrúbọ dídára.
Àwọn ìsapá ṣíṣe iṣẹ́ wọ́nyí ṣe pàtàkì, nítorí pé iye owó agbára ni ó sábà máa ń jẹ́ ohun pàtàkì nínú iye owó iṣẹ́ ti ẹ̀rọ ìfọ́mọ́.
Ààbò àti Àwọn Ẹ̀ka Ayíká
Àwọn ẹ̀rọ ìtújáde omi máa ń ṣiṣẹ́ lábẹ́ ooru gíga àti ìfúnpá, wọ́n sì sábà máa ń lo àwọn ohun èlò tó lè jóná , tó léwu, tàbí tó lè ba nǹkan jẹ́. Nítorí náà, ààbò gbọ́dọ̀ jẹ́ ohun pàtàkì:
– Idaabobo titẹ: Fáìfù ìtura àti ètò ìgbóná láti dènà ìfúnpá púpọ̀.
– Iṣakoso jijo: Didi awọn fifa, awọn flanges, ati awọn eto wiwa gaasi.
– Ohun èlò ìkọ́lé: Àṣàyàn àwọn ohun èlò tí kò lè jẹ́ kí ó ... ní ipa lórí ara rẹ̀ (fún àpẹẹrẹ irin alagbara, àwọn irin pàtàkì) gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun ìní kẹ́míkà.
– Àwọn ìtújáde àti ìdọ̀tí: Ìṣàkóso VOC (àwọn èròjà onígbà-pípa tí ó lè yí padà), ìtọ́jú condensate, àti ìdènà ìtújáde àwọn ohun èlò eléwu.
Ìbámu pẹ̀lú àwọn ìlànà (fún àpẹẹrẹ API/ASME) àti ìmúṣẹ HAZOP àti àwọn ìlànà ìṣiṣẹ́ tó le koko ń ran lọ́wọ́ gidigidi láti dènà àwọn ìṣẹ̀lẹ̀.
Penutup
Lílóye àwọn ẹ̀rọ ìfọ́ omi nínú iṣẹ́ kẹ́míkà túmọ̀ sí lílóye ìbáṣepọ̀ láàárín thermodynamics, ìfọ́ omi púpọ̀, ìfọ́ ooru , àpẹẹrẹ ẹ̀rọ, àti àwọn ọgbọ́n ìṣàkóso. Ìfọ́ omi kìí ṣe ẹ̀rọ ìyàsọ́tọ̀ nìkan, ṣùgbọ́n ètò àpapọ̀ kan tí ó ń pinnu dídára ọjà, lílo agbára, àti ààbò iṣẹ́. Nípa yíyan ọ̀nà ìfọ́ omi tó tọ́ , àwòrán ọ̀wọ̀n tó yẹ, àti iṣẹ́ tí a ṣàkóso àti tó gbéṣẹ́, ilé iṣẹ́ náà lè ṣe àwọn ọjà kẹ́míkà tó mọ́ tónítóní ní ti ọrọ̀ ajé àti ní ààbò.
Tí o bá fẹ́, mo lè yí àpilẹ̀kọ yìí padà sí ìmọ̀ ẹ̀rọ (pẹ̀lú àpẹẹrẹ ìṣirò ìpíndọ́gba reflux, àwọn ìpele ìmọ̀ ẹ̀rọ, tàbí McCabe–Thiele) tàbí kí ó gbajúmọ̀ jù fún àwọn òǹkàwé gbogbogbò.
