книги из ГПНТБ / Стабников В.Н. Перегонка и ректификация спирта

30 Основные этапы развития аппаратов для перегонки и ректификации

Рис. 20. Брагоректификационный аппарат Барбэ — Борман (1910 г.):

1 регулятор отвода барды; 2—паровой регулятор; 3—бражнтя колонна, 4, 5—эпюрационная колонна; 6—дефлегматор эпюонционной колонны; 7—конденсатор эпюрационной колонны- 5 — конденсатор ректификационной колонны; 9 _ дефлегматор ректификационной колонны; 10 — холодильник ректификата; и ректификационная колонна; 12 — регулятор отвода лютера; 1о — маслоотделитель; 14 — холодильник сивушного

масла, сивушного спирта и пробных конденсатов.

32 Основные этапы развития аппаратов для перегонки и ректификации

§5. ПУТИ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ АППАРАТОВ ДЛЯ ПЕРЕГОНКИ И РЕКТИФИКАЦИИ СПИРТА

Как указывалось выше, основные задачи, которые стоят в настоящее время перед конструкторами аппаратов для перегон­ ки и ректификации спирта, могут быть сформулированы следу­

ющим образом:

1 ) повысить качество спирта-ректификата;

2 ) увеличить спиртосъем с единицы объема колонн; 3 ) уменьшить расход топлива на перегонку и ректификацию;

4) автоматизировать контроль и управление аппаратами. Эти задачи в настоящее время разрешаются в условиях круп­

ного индустриального производства спирта и комплексной пе­ реработки сырья, вследствие чего предлагаемые решения носят оригинальный характер, неизвестный на предыдущих этапах развития аппаратуры.

В настоящее время наметились следующие пути решения пе­ речисленных выше задач: применение новых типов тарелок, уве­ личивающих массопередачу на единицу объема колонны; ис­ пользование новых эффективных типов колонн — насадочных, пленочных, ротационных; применение принципа многократно­ го использования тепла для уменьшения расхода тепла; приме­ нение вакуума и повышенного давления для сдвига равновесия фаз в сложной системе, которой является сырец; создание ав­ томатических систем контроля и управления аппаратами; ком­ бинирование ректификационных и выпарных аппаратов на тех заводах, где барда подвергается концентрации.

По каждому из указанных направлений в настоящее время ведутся исследования, которые должны привести к созданию

принципиально новых типов аппаратов для ректификации спир­ та.

ЛИТЕРАТУРА

ровскойНр “ и, СПБ,6 Гэ02Г С К " ° ЧерКИ П° ИСТ°РИИ аптечного дела в допет-

ГЛАВА II

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПЕРЕГОНКИ СПИРТА

§ 1. ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭТИЛОВОГО СПИРТА

Этиловый спирт, этанол, или винный спирт, принадлежит к гомологическому ряду одноатомных предельных спиртов, или алкоголей. Этот ряд имеет общую формулу CnH27,-|-20. Этиловый спирт является вторым членом ряда, для него п = 2 и формула его имеет вид С2Н60, или СН3 СН2ОН. Структурная формула этилового спирта

Н Н

II

Н- С - С - О Н

I I

н н

Молекулярный вес этилового спирта равен 46,07. Химические свойства этилового спирта определяются: нали­

чием атома водорода в гидроксильной группе; наличием гидро­ ксила; свойствами радикала СНз—СН2 [1].

Водородный атом гидроксильной группы при действии щелоч­ ных металлов заменяется на металл. При этом получаются твер­ дые соединения — алкоголяты, растворимые в спирте. Общая формула этих соединений C2HsOMe, где Me—щелочной металл. Так, при взаимодействии металлического натрия со спиртом по­ лучается алкоголят натрия C2HsONa.

Алкоголяты образуются также при взаимодействии этилово­ го спирта с щелочноземельными металлами, алюминием и неко­ торыми другими металлами, в частности с железом.

Алкоголяты железа были обнаружены в осадках, собранных на дне стальных спиртохранилищ.

Под действием воды на алкоголят вновь образуется спирт и гидрат окиси металла.

При действии на этиловый спирт кислот происходит образо­ вание сложных эфиров. Так, например, при взаимодействии с уксусной кислотой реакция идет по следующей схеме:

С2Н5ОН + СНзСООН ^ снасоосан5+нао.

Таким образом, получается уксусноэтиловый эфир, или этилацетат. При взаимодействии с двухосновной серной кислотой

может образоваться или кислый сложный эфир

C ,H s.H S 04;

или средний эфир

(С,н,)„ so*.

Реакции этерификации обратимы.

Обратная реакция — присоединение воды с образованием спирта и кислоты — носит название омыления, или гидролиза. Предел этерификации ограничивается состоянием равновесия.

Этерификация слабыми минеральными и органическими кис­ лотами идет медленно. В присутствии сильных минеральных кис­ лот реакция этерификации ускоряется. В реакции этерификации спирт проявляет слабые основные свойства, а в реакции обра­ зования алкоголятов еще более слабые кислотные свойства. В этом отношении спирт аналогичен воде.

При отнятии одной молекулы воды от двух молекул этило­ вого спирта образуется простой эфир, или ангидрид спирта.

Эта реакция происходит при нагревании спирта с серной кис­ лотой или при пропускании паров спирта через слой катализато­ ра, которым служит безводный сернокислый алюминий, ,или без­ водные квасцы.

При отнятии одной молекулы воды от одной молекулы спир­ та получается этилен С2Н4 .

Этиловый спирт, как и другие члены того же ряда, способен заменять гидроксил на галлоид.

Для техники перегонки и очистки спирта, а также для контроля производства имеют большое значение реакции его окисления.

В первой стадии окисления этиловый спирт переходит в ук­ сусный альдегид по реакции:

При дальнейшем окислении уксусный альдегид переходит в уксусную кислоту:

О

S

СН3С + о = сн,соон

\ н

Процесс образования уксусного альдегида из спирта наблю- .

дается при хранении его в соприкосновении с окислами железа и кислородом.

3*

Малярная теплота испарения Й н нал/Моль

Температура В °

Рис. 23. Молекулярная теплота испарения этилового спирта по данным различных авторов.

Рис. 24. Зависимость теплоты испарения этилового спирта от температуры.