Обновите браузер.

Возможно, вы используете устаревшую версию браузера Microsoft Edge. Обновите браузер, чтобы получить доступ ко всем функциям веб-сайта Busch.

Дистилляция с использованием вакуума

Вакуумная дистилляция. Метод бережной сепарации соединений от жидкости. Путем понижения их температуры кипения с помощью вакуума.

distillation

Как работает метод вакуумной дистилляции?

Вакуумная дистилляция — важный процесс в химической и фармацевтической промышленности, но она используется и во многих других секторах. Например, при производстве напитков и пищевых продуктов для извлечения растительных эссенций или для сепарации длинноцепочечных углеводородов на нефтеперерабатывающих заводах.

Дистилляция часто применяется для сепарации компонентов жидкой смеси. Поскольку жидкие компоненты имеют разные точки кипения, они испаряются в разных условиях эксплуатации и могут быть удалены и восстановлены последовательно.
В условиях вакуума температура кипения разделяемых веществ ниже.

Поэтому вакуумная дистилляция является предпочтительным процессом, если разделяемые соединения в обычных условиях имеют высокую температуру кипения или взрывоопасны. Также этот метод позволяет разделять вещества, которые разлагаются при более высоких температурах.

Вакуумные технологии компании Busch для дистилляции

Для использования в процессах дистилляции мы предлагаем широкий спектр паростойких и устойчивых к коррозии вакуумных решений, а также версии ATEX для работы с легковоспламеняющимися парами, газами и жидкостями. Благодаря нашей глобальной сети мы также можем обеспечить соответствие другим местным стандартам взрывозащиты, таким как Ex-Proof, KOSHA и т. д.

Более подробно о вакуумной дистилляции

Как работает метод вакуумной дистилляции?

Дистилляция применяется для разделения компонентов или веществ жидкой смеси.
Этот процесс выполняется за счет разности относительной летучести различных компонентов.
При вакуумной дистилляции вакуум используется для понижения точки кипения разделяемых веществ.

Как используется вакуум в процессах дистилляции?

Некоторые соединения отличаются очень высокой точкой кипения. В этом случае вместо повышения точки кипения с помощью вакуума можно понизить точку кипения. После понижения давления данного соединения до уровня давления пара можно начинать процесс дистилляции. Этот метод называется вакуумной дистилляцией.

В чем преимущества вакуумной дистилляции в сравнении с атмосферной дистилляцией?

В условиях вакуума точка кипения разделяемых веществ ниже.
Поэтому в тех случаях, когда в обычных условиях точка кипения разделяемых соединений высока, а сами соединения взрывоопасны, рекомендуется использовать вакуумную дистилляцию.

Преимущества вакуумной дистилляции:

  • экономия энергии за счет понижения количества требуемого тепла
  • повышение производительности за счет уменьшения влияния побочных реакций
  • повышение работоспособности за счет снижения интенсивности загрязнения устройств
  • повышение уровня безопасности за счет снижения риска взрыва
  • возможность разделять вещества, которые разлагаются при более высоких температурах

Какие вакуумные насосы для дистилляции являются эффективными?

Как правило, для дистилляции используются сухие винтовые вакуумные насосы. Благодаря отсутствию рабочих жидкостей (сухой принцип) исключается риск загрязнения рабочих газов.

Жидкостно-кольцевые вакуумные насосы также могут использоваться для этих процессов. При использовании дистиллированных продуктов в качестве рабочих жидкостей внутри жидкостного кольца, например внутри моноэтиленгликоля (MEG), образуется конденсат.

Масляные пластинчато-роторные вакуумные насосы с капельной смазкой рекомендуется использовать в процессах, сопровождаемых коррозией или полимеризацией. Масляные пластинчато-роторные вакуумные насосы — превосходное решение для простых систем.

Двухроторные бустерные вакуумные насосы Рутса также позволяют повышать скорость откачки и/или понижать рабочее давление.

Как работают системы вакуумной дистилляции?

Система вакуумной дистилляции, как правило, является комбинацией объемного насоса (например, COBRA, DOLPHIN, HUCKEPACK или R5) и конденсатора, который используется для сбора ценных соединений. Конденсатор можно установить перед вакуумным насосом или после него (в зависимости от требований процесса).

Как правило, система вакуумной дистилляции включает в себя следующие основные компоненты:

  • реакционный резервуар или нагреватель
    Нагревает смесь и выпаривает легкие соединения, обладающие низкой точкой кипения.
  • разделительная колонна
    Повышает эффективность сепарации с целью получения более чистого продукта.
  • конденсатор
    Преобразует парообразное соединение в жидкое состояние.
  • приемный резервуар
    Предназначен для сбора очищенного соединения.
  • вакуумный насос
    Понижает давление в системе.

Вакуумная система удаляет неконденсирующиеся вещества и фракции. Результат — пониженное давление в системе. При этом понижается точка кипения (явная теплота) и одновременно сокращается объем потребляемой энергии и повышается производительность.

Какие параметры необходимо учитывать в первую очередь при выборе системы вакуумной дистилляции?

При выборе системы вакуумной дистилляции универсального решения не существует. При выборе оптимального решения необходимо учитывать несколько параметров.

Оптимальное решение

Лучшая вакуумная система — это система, обеспечивающая стабильную работу линии и не требующая повышенного внимания. Система должна обеспечивать требуемые рабочие показатели. Система должна быть надежной и стабильной. Эти требования выполняются благодаря комбинации правильных технологий, реализуемых в блоке соответствующего типа. В сочетании с необходимыми датчиками защиты и безопасности. Надлежащие рабочие процедуры, в том числе циклы прогрева и останова, а также ключевые факторы бесперебойной работы. Система вакуумной дистилляции также может включать в себя блоки резервирования. Для повышения надежности системы и снижения времени простоя благодаря возможности выполнять техническое обслуживание не прерывая процесс.

Безопасность

Система вакуумной дистилляции не должна представлять опасности для ваших коллег. Это требование приобретает особое значение при работе с взрывоопасными, воспламеняющимися и токсичными соединениями. В этом случае вакуумная система должна соответствовать требованиям местных правил и стандартов в области взрывозащиты, таких как ATEX, IECEX, Ex-Proof или KOSHA. Важнейший параметр — надлежащая степень герметичности, а значит исключение риска утечки токсичных соединений. В этом случае рекомендуется использовать специальные решения, такие как двойное механическое уплотнение и барьерные газы.

Стоимость владения

Учитывать только первоначальные инвестиции при расчете общей стоимости владения вакуумной системой дистилляции не совсем правильно. Необходимо учитывать также ряд других параметров. С одной стороны — для выбора соответствующей технологии, с другой — для адаптации проекта системы. Основные параметры, которые необходимо учитывать, — это потребление охлаждающей воды, рабочей жидкости, промывочной жидкости и др. А также затраты на обработку отходов, например на обработку воды, в которую попадает рабочая жидкость. Необходимо учитывать периодичность и стоимость технического обслуживания. Наконец, необходимо рассматривать вакуумную систему в комплексе. Например, в случае несоответствия размеров трубопроводов (малый диаметр) может значительно снижаться производительность.

Эффективность использования энергии

Расход энергии для системы вакуумной дистилляции является ключевым фактором, влияющим на выбор системы. В зависимости от рабочего давления можно рассматривать различные технологии. При низких давлениях и высоком объемном расходе экономичным и энергоэффективным решением может быть многоступенчатая система с двухроторными бустерными вакуумными насосами Рутса. Кроме этого, важнейшим параметром является возможность регулирования вакуума в зависимости от спроса. В современных системах применяются частотно-регулируемые приводы, которые позволяют снижать энергопотребление при уменьшении спроса на вакуум.

Длительный срок службы

Для увеличения срока службы вакуумной системы необходимо учитывать несколько параметров. Один из них — использование надлежащей технологии и насоса соответствующей конфигурации. Сюда же отнесем применение соответствующих уплотнительных жидкостей, конструкционных и уплотнительных материалов для химических веществ, проникающих в вакуумную систему. Еще один параметр — соблюдение правил эксплуатации системы. В большинстве случаев для обеспечения требуемых рабочих показателей в соответствии с заводским стандартом необходимо выполнять циклы прогрева и останова, а также очистки по месту (CIP).

Экономия средств за счет обновления оборудования системы

Параметры технологических процессов, в том числе спрос на вакуум, могут меняться. В результате возникает вопрос — способна ли система адаптироваться под новые условия работы? И обеспечивает ли она максимально возможную эффективность использования энергии? Когда возникает необходимость в модернизации или замене вакуумной системы, установку следует рассматривать в комплексе. Для определения возможностей оптимизации. Современные технологии позволяют экономить средства за счет сокращения количества потребляемых рабочих жидкостей и энергии. Например, посредством перехода с системы паровых эжекторов на систему без рабочих жидкостей (сухая система).

Рабочий газ

В зависимости от состава рабочего газа целесообразно восстанавливать или нейтрализовывать этот газ. Сухая система позволяет восстанавливать незагрязняемый рабочий газ на выходе вакуумного насоса. Жидкостно-кольцевой вакуумный насос, в котором используется рабочая жидкость соответствующего типа, способен эффективно выполнять функцию нейтрализующей системы. В частности, для этой цели специально разработана система APOVAC.

Какие вакуумные насосы Busch лучше всего подходят для процессов дистилляции?

Выбор вакуумного насоса зависит от требований к технологическому процессу. Наиболее подходящие системы: COBRA, DOLPHIN, HUCKEPACK или вакуумные насосы R5 и двухроторные бустерные вакуумные насосы Рутса.

Каковы примеры использования вакуумной технологии Busch в процессах дистилляции?

Компания Busch предлагает вакуумные системы, которые пригодны для большинства процессов дистилляции.
Начиная с систем перегонки сырой нефти в нефтеперерабатывающей промышленности, заканчивая системами подготовки активных фармацевтических ингредиентов (API) на фармацевтических предприятиях. Эти системы также находят широкое применение в сельском хозяйстве, а также в системах экстракции и подготовки вкусовых и ароматических добавок.

Принцип дистилляции в системе перегонки сырой нефти

Чтобы из нефти получить бензин, дизельное, авиационное или печное топливо, нефть необходимо разделить на фракции. Этот процесс осуществляется на нефтеперерабатывающих заводах путем дистилляции.

Поскольку сырая нефть содержит тяжелые и легкие углеводороды с разными точками кипения, необходимы два процесса дистилляции. После атмосферной перегонки проводят второй этап дистилляции в условиях вакуума. В этом случае процесс вакуумной дистилляции позволяет отделять тяжелые углеводороды при несколько более высоких температурах. В результате минимизируются интенсивность процессов расщепления компонентов и количество нежелательных побочных продуктов.

Вакуумная дистилляция в химической и фармацевтической промышленности

application_distillation_767x430
Получение чистых соединений — цель многих процессов в химической и фармацевтической промышленности. Одним из наиболее часто используемых методов извлечения соединений, представляющих интерес, из реакционной смеси является дистилляция.

Дистилляция в условиях вакуума позволяет обрабатывать термочувствительные соединения более бережно. Благодаря более низким температурам результат процесса дистилляции может быть улучшен — за счет предотвращения полимеризации, крекинга или другого разложения продукта. Также можно достичь значительной экономии энергии.

Таким образом, вакуумная дистилляция является идеальным выбором для широкого спектра процессов сепарации в химической и фармацевтической промышленности. От производства активных фармацевтических ингредиентов (API) или очистки мономеров до экстракции природных соединений, а также для химического синтеза, приготовления ароматизаторов и многого другого.

Соответствующие продукты

Вакуумная дистилляция в нефтегазовой промышленности

oil_and_gas_767x430
Перегонка сырой нефти

Для производства бензина, дизеля, авиационного топлива или топочного мазута сырую нефть необходимо разделить на компоненты. Этот процесс осуществляется на нефтеперерабатывающих заводах путем дистилляции. Поскольку сырая нефть содержит тяжелые и легкие углеводороды с разными температурами кипения, необходимы два процесса дистилляции.

После атмосферной перегонки проводят второй этап дистилляции в условиях вакуума для отделения тяжелых углеводородов при чуть более высоких температурах. Это сводит к минимуму крекинг компонентов и образование нежелательных побочных продуктов.

Соответствующие продукты

Одна из систем вакуумной дистилляции, введенных нами в эксплуатацию

vacuum_distillation_system
Сложные требования
  • Большой объемный расход
  • Рабочее давление 8 mbar

Наше решение
  • 2 ступени двухроторных бустерных вакуумных насосов Рутса с промежуточным конденсатором

Составляющие вакуумной системы

Вакуумная дистилляция эфирных масел

capua_fig_1
Наш опыт

Компания Capua 1880 использует вакуумную технологию Busch Vacuum Solutions для процессов дистилляции, которые осуществляются в тонкопленочных испарителях или короткопроходных дистилляторах, в зависимости от типа фруктов. Во всех дистилляторах используются только винтовые вакуумные насосы COBRA, не содержащие рабочих жидкостей.

Точные и надежные вакуумные насосы с регулируемой скоростью гарантируют требуемый уровень вакуума, который обеспечивает необходимые температуру и качество продукта.

Продукты, введенные в эксплуатацию

Читать статью целиком