Вакуумная и молекулярная дистилляция (перегонка)
В химической промышленности применение вакуумных технологий позволяет осуществлять дегазацию изоляционных масел и синтетических материалов; дистилляцию фармацевтических продуктов и консервирующих веществ для пищевых продуктов; адсорбционную очистку нефтепродуктов; сублимационную сушку пищевых продуктов, медицинских препаратов и прочих.
Вакуумная дистилляция — технологический процесс разделения жидких смесей на отличающиеся по составу отдельные фракции путем их частичного испарения в вакууме с последующей конденсацией образовавшихся паров. Дистилляция производится путем частичного испарения кипящей жидкой смеси, непрерывного отвода и конденсации образовавшихся паров. Полученный конденсат называется дистиллятом, а неиспарившаяся жидкость — кубовым остатком.
Немецкая фирма Ofru Recycling разработала вакуумную дистилляционную установку, содержащую растворители смеси, для непрерывной очистки небольших количеств загрязненных растворителей . Установка функционирует при пропускной способности около 10 л/ч. Установка включает в себя вакуумный резервуар с непосредственным электрическим обогревом, обеспечивающим возможность регулирования температуры до 200°С. Давление может варьироваться в диапазоне 5-103-104 Па.
Еще одна из германских фирм предлагает вакуумную дистилляционную установку для очистки загрязненных жидкостей в щадящих условиях . Установка работает при давлении 8-104 Па. Температуры варьируется в диапазоне 80-90°С. Загрязненная жидкость всасывается непосред-ственно из куба перегонной колонны и подвергается дистилляции. Частицы примесей и высококипящие компоненты остаются в нижней части установки и, достигнув заданной концентрации, периодически удаляются через вентиль.
Дистилляция в вакууме широко применяется в химической промышленности для изготовления восков, сложных эфиров, в медицине для изготовления фармацевтических препаратов, в парфюмерии для изготовления ароматических веществ.
Молекулярная дистилляция, являющаяся разновидностью вакуумной дистилляции, — процесс разделения жидких смесей путем свободного испарения в вакууме (10-1-10-2 Па) при температуре ниже точки их кипения; осуществляется при минимально коротком расстоянии между испаряемой поверхностью и конденсатором. В современных молекулярных кубах процесс испарения протекает в очень тонкой пленке (слое) жидкости (0,01-0,05 мм), уменьшающей время нахождения вещества на поверхности и соответственно опасность его термического разложения. Конденсация молекул на поверхности конденсатора при большой разности температур (50-100°С) происходит почти мгновенно.
Молекулярная дистилляция применяется:
• для регенерации нефтепродуктов и отработанных минеральных масел из двигателей, редукторов, трансформаторов, турбин;
• для производства рабочих жидкостей вакуумных насосов;
• для очистки термически нестойких органических веществ, например, эфиров фталевой, себациновой и других кислот;
• для выделения витаминов из рыбьего жира и пр.
Одна из американских фирм разработала новый процесс перегонки в тонком слое под высоким вакуумом — молекулярную перегонку вакуумного остатка, позволяющую извлечь дополнительно 50-60% тяжелой дистиллятной фракции из остатка, полученного на установке вакуумной дистилляции . Остаток после удаления серы может быть направлен на дальнейшую переработку.
Новый процесс даёт возможность сконцентрировать в небольшом количестве остатка металлы и избыток нефти на ранней стадии переработки. Полученный дистиллят можно использовать для производства смазочных масел или парафина высокой степени чистоты и в качестве сырья для каталитического крекинга флюид.
Установка включает в себя газосепаратор и два перегонных куба, в которых процесс разделения происходит в тонком слое при остаточном давлении от 50 до 5 Па. Кубы обогреваются циркулирующим высокотемпературным теплоносителем. Тяжелый вакуумный дистиллят конденсируется во внутреннем конденсаторе. Капли конденсатора отводятся, что способствует снижению содержания металла и асфальтенов в тяжелом дистилляте до минимума.