Интенсификация процесса ректификации при парциальной конденсации
- Авторы: Войнов Н.А.1, Земцов Д.А.1, Чернов В.А.1, Жукова О.П.1, Слащинин Д.Г.1, Лунева Т.А.1
-
Учреждения:
- Сибирский государственный университет науки и технологии имени академика М.Ф. Решетнева, Красноярск, Россия
- Выпуск: Том 59, № 3 (2025)
- Страницы: 83-94
- Раздел: Статьи
- Статья опубликована: 15.12.2025
- URL: https://journals.rcsi.science/0040-3571/article/view/352827
- DOI: https://doi.org/10.7868/S3034605325030099
- ID: 352827
Цитировать
Аннотация
Работа направлена на интенсификацию процесса ректификации на примере исследования бинарной смеси этанол-вода и многокомпонентной среды (спиртовый конденсат). Представлены результаты экспериментальных исследований ректификации при конденсации паров на поверхности пластины, а также на горизонтально и вертикально установленных трубах. Показано, что эффективность укрепления и разделения паровой смеси зависит от соотношения потоков жидкости и паров, удельного теплового потока, температуры теплопередающей поверхности и от способа формирования пленки конденсата. Установлена величина разности температур между теплоносителем, подаваемым к поверхности теплообмена, и конденсирующими парами, а также удельного теплового потока, выделяемого конденсирующимися парами, при которых достигается наибольшее укрепление. Осуществлен процесс теплосъема при кипении стекающей пленки воды по теплопередающей поверхности, обеспечивший сравнительно низкую разность температур при ректификации, и рассчитаны коэффициенты теплопередачи. Представлены результаты разделения многокомпонентной среды при парциальной конденсации и установлены факторы, влияющие на эффективность разделения. По результатам исследований апробирован дефлегматор насадочной колонны, позволивший получить спирт–ректификат при потерях этанола менее 1 мас.%.
Ключевые слова
Об авторах
Н. А. Войнов
Сибирский государственный университет науки и технологии имени академика М.Ф. Решетнева, Красноярск, Россия
Email: n.a.voynov@mail.ru
Красноярск, Россия
Д. А. Земцов
Сибирский государственный университет науки и технологии имени академика М.Ф. Решетнева, Красноярск, Россия
Email: n.a.voynov@mail.ru
Красноярск, Россия
В. А. Чернов
Сибирский государственный университет науки и технологии имени академика М.Ф. Решетнева, Красноярск, Россия
Email: n.a.voynov@mail.ru
Красноярск, Россия
О. П. Жукова
Сибирский государственный университет науки и технологии имени академика М.Ф. Решетнева, Красноярск, Россия
Email: n.a.voynov@mail.ru
Красноярск, Россия
Д. Г. Слащинин
Сибирский государственный университет науки и технологии имени академика М.Ф. Решетнева, Красноярск, Россия
Email: n.a.voynov@mail.ru
Красноярск, Россия
Т. А. Лунева
Сибирский государственный университет науки и технологии имени академика М.Ф. Решетнева, Красноярск, Россия
Автор, ответственный за переписку.
Email: n.a.voynov@mail.ru
Красноярск, Россия
Список литературы
- Олевский В.М., Ручинский В.Р.,Кашников А.М., Чернышев В.И.Пленочная тепло- и массообменная аппаратура (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии).М.: Химия. 1988.
- Литвиненко Н.И.Совершенствование работы установки для ректификации таллового масла // Гидролизная и лесохимическая промышленность. 1976. № 7. С. 23.
- Владимирова Т.М.Моделирование процесса ректификации и парциальной конденсации при разделении таллового масла // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2006. № 3. С. 151.
- Селянина Л.И.Получение концентрата пальмитиновой кислоты на установке парциальной конденсации // Лесной журнал. 1999. № 5. С. 82.
- Blab E., Rumocki A.Zur maximalen Anreicherung bei der Teilkondensation von binären Dampfgemischen // Chemie Ingenieur Technik. 1980. V. 52. P. 900. doi: 10.1002/cite.3305211106.
- Freshwater D.C.Thermal Economy In Distillation // Institution of Chemical Engineers – Transactions. 1951. V. 29. № 1. P. 149.
- Blab E.Die Kondensation von binären Dampfgemischen //Chem. 1ng. Tech. 1973. V. 45. P. 865.
- Marangoni C.New Configuration of a Distillation Process with Reduced Dimensions // Chemical Engineering Transactions. 2011. V. 24. doi: 10.3303/CET1124134.
- Battisti R., Machado R.A.F., Marangoni C.A Background Review on Falling Film Distillation in Wetted-wall Columns: From Fundamentals Towards Intensified Technologies // Chemical Engineering and Processing – Process Intensification. 2020. P. 107873.
- Braga Pires A.P., Francisco da Silva Filho V., Francisco Alves J.L., Marangoni C., Bolzan A., Francisco Machado R.A.Application of a New Pilot-scale Distillation System for Monoethyleneglycol Recovery Using an Energy Saving Falling Film Distillation Column // Chemical Engineering Research and Design. 2020. V. 153. P. 263 https://doi.org/10.1016/j.cherd.2019.10.033.
- Городетский И.Я.Аппарат для вакуумной неадиабатической ректификации. Пат. 255907 СССР. 1969.
- Винтер А.А.Колонна. Пат. 251683 СССР. 1969.
- Петров В.А.Роторный ректификатор. Пат. 356998 СССР. 1972.
- Сайфутдинов А.Ф.Компактная ректификационная установка для разделения смешанных текучих сред и ректификационный способ разделения таких смешанных текучих сред. Пат. 006452 РФ. 2003.
- Сайфутдинов А.Ф.Ректификационная технология Линас. Путь к созданию высокорентабельных производств // Вестник химической промышленности. 2002. № 4 (24). С. 26.
- SaifutdinovА.F., Beketov O.E., Ladoushkin V.S., Nesterov G.A.Distillation technology for the 21st century // Hydrocoarbon Asia. 2002. P. 40.
- Markova A.Practicability of Using Partial Condensation in Distillation. // Russian Journal of Applied Chemistry. 2008. V. 81. P. 1543. 10.1134/S1070427208090139.
- Madyshev I.N., Dmitrieva O.S., Mayasova A.O., Nikolaev A.N.Determination of Heat Flows in Built-in Column Reflux Exchangers During Diabatic Rectification. Chemical and Petroleum Engineering. 2022. V. 58. P. 537. DOI:https://doi.org/10.1007/s10556-023-01126-3
- Гордон Л.В., Скворцов С.О., Лисов В.И.Технология и оборудование лесохимических производств. М.: Лесная промышленность. 1988.
- Выродов В.А. и др. Технология лесохимических производств / чМ.: Лесная промышленность, 1987.
- Rivero R.Exergy Simulation and Optimization of Adiabatic and Diabatic Binary Distillation // Energy. 2001. V. 26. P. 561. doi: 10.1016/S0360-05442(01)00020-2.
- Voinov N.A., Bogatkova A.V., Zemtsov D.A.Intensification of Heat and Mass Transfer in a Diabatic Column with Vortex Trays // ChemEngineering. 2022. V. 6. P. 29. https://doi.org/10.3390/chemengineering6020029.
- Voinov N.A., Zemtsov D.A., Zhukova O.P.Study of Thermal Rectification in a Column with Low Mass Transfer on the Steps // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. V. 51. P. 191. doi: 10.1134/S0040579517020130. [Войнов Н.А., Земцов Д.А., Жукова О.П.Исследование термической ректификации в колонне с низким массообменом на ступенях // Теорет. основы хим. технологии. 2017. Т. 51. № 2. С. 174.]
- Войнов Н.А., Богаткова А.В., Земцов Д.А., Жукова О.П., Чернов В.А.Насадочная тарелка перекрестного тока для диабатической укрепляющей колонны // Химия растительного сырья. 2024. № 4. С. 405. https://doi.org/10.14258/jcprm.20240414048
- Voinov N.A., Zemtsov D.A., Deryagina N.V., Bogatkova A.V., Zhukova O.P. A Study of Diabatic Distillation in a Column with a Low Pressure Drop // Chemical Engineering Research and Design. 2022. V. 185 P. 1. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cherd.2022.06.033
- Лабутин В.А.Способ разделения жидкостей ректификацией. Пат. 2174028 РФ. 2001.
- Перегонка / Под ред.А. Вайсбергер. М.: Изд-во иностр. лит., 1954.
- Blab E., Rumocki A.Zur maximalen Anreicherung bei der Teilkondensation von binären Dampfgemischen // Chem. 1ng. Tech. 1980. V. 52. № 11. P. 900.
- Войнов Н.А., Земцов Д.А., Дерягина Н.В.Исследование парциальной конденсации при неадиабатной ректификации // Хвойные бореальные зоны. 2018. Т. 36. № 2. С. 198.
- Tröster E.Berechnung der Trennwirkung von Teilkondensatoren. (Dephlegmatoren) // Chem. 1ng. Tech. 1960. V. 32 № 8. P. 525.
- Ito A., Asano K.Thermal Effects in Non-adiabatic Binary Distillation Effects of Partial Condensation of Mixed Vapors on the Rates of Heat and Mass Transfer and Prediction of H. T. U. // Chemical Engineering Science. 1982. V. 37. № 7.P. 1007.
- Малюсов В.А., Лотхов В.А., Бычков Е.В., Жаворонков Н.М. Тепло- и массообмен в процессе ректификации // Теоретические основы химической технологии. 1975. Т. 9. № 1. С. 3.
- Умрихин Е.Д., Константинов Е.Н.Исследование сопряженного тепломассообмена при ректификации многокомпонентных спиртовых смесей с учетом термических эффектов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 1999. № 4. С. 58.
- Холпанов, Л.П., Кенинг Е.Я., Малюсов В.А., Жаворонков Н.М.Расчет массообмена при ректификации многокомпонентных смесей с учетом тепловых эффектов // Теоретические основы химической технологии. 1981. Т. 15. № 1. С. 3.
- Александров И.А., Гройсман С.А.Тепло- и массообмен при ректификации в барботажном слое // Теоретические основы химической технологии. 1975. Т. 9. № 1. С. 11.
- Умрихин Е.Д., Константинов Е.Н.Термические эффекты при ректификации пищевого этилового спирта // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 1999. № 1. С. 55.
- Kirschbaum E., Llpphardt G.Teilkondensation von Zweistoffgemischen // Chemie Ing. Techn. 1957. № 1. P. 393.
- Войнов Н.А., Жукова О.П., Войнов А.Н., Паньков В.А.Ректификация этилового спирта в колоннах со спирально-призматической насадкой // Техника и технология пищевых производств. 2012. Т. 27. № 4. С. 95.
Дополнительные файлы



