Нэрэлт гэж юу вэ? Энэ нь шингэнийг уур болгон хувиргах үйл явц бөгөөд дараа нь шингэн хэлбэрт буцаж өтгөрдөг. Хамгийн энгийн жишээ бол усыг нэрэх явдал бөгөөд данхнаас гарсан уур нь хүйтэн гадаргуу дээр дусал хэлбэрээр хуримтлагддаг.
Хэрэглээ ба түүх
Нэрэлтийг исгэсэн материалаас спирт нэрэх гэх мэт дэгдэмхий бодисоос шингэнийг ялгах, эсвэл бензин, керосин, тосолгооны материал үйлдвэрлэх гэх мэт өөр өөр буцлах температуртай хоёр ба түүнээс дээш шингэнийг ялгахад ашигладаг. газрын тосноос. Бусад үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд формальдегид, фенол зэрэг химийн бодис боловсруулах, далайн усыг давсгүйжүүлэх зэрэг орно.
Нэрэлтийн процессыг эртний туршилтчид ашиглаж байсан байх. Аристотель (МЭӨ 384-322) далайн усыг ууршуулж цэвэр ус авч болно гэж дурдсан байдаг. Ахлагч Плиний (МЭ 23-79) жилий халааж гаргаж авсан тосыг дээд талд тавьсан ноосонд цуглуулдаг конденсацийн анхдагч аргыг тодорхойлсон.алембик.
Энгийн нэрэх
Үйлдвэрлэл болон лабораторийн судалгаанд ашигладаг нэрэх аргуудын ихэнх нь энгийн нэрэлтийн хувилбарууд юм. Энэхүү үндсэн технологи нь шингэнийг халаадаг шоо буюу реторт, уурыг хөргөх конденсатор, нэрмэлийг цуглуулах савыг ашигладаг. Холимог бодисыг халаахад тэдгээрийн хамгийн дэгдэмхий буюу хамгийн бага буцалгах цэгийг нэрж, дараа нь бусад бодисыг нэрэх буюу огт нэрдэггүй. Ийм энгийн төхөөрөмж нь дэгдэмхий бус бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан шингэнийг цэвэрлэхэд маш сайн бөгөөд өөр өөр буцалгах температуртай бодисыг салгахад нэлээд үр дүнтэй байдаг. Лабораторид ашиглахын тулд төхөөрөмжийн эд ангиудыг ихэвчлэн шилээр хийсэн бөгөөд таглаа, резинэн хоолой эсвэл шилэн хоолойгоор холбодог. Аж үйлдвэрийн хэмжээнд тоног төхөөрөмжийг металл эсвэл керамикаар хийдэг.
Бутархай нэрэх
Буцлах цэг нь бага зэрэг ялгаатай шингэнийг салгах энгийн нэрэх нь үр ашиггүй тул газрын тос боловсруулахдаа бутархай буюу дифференциал нэрэх аргыг боловсруулсан. Энэ тохиолдолд уур нь тусгаарлагдсан босоо саванд дахин дахин өтгөрч, ууршдаг. Энд хуурай уурын зуух, бутархай багана, конденсаторууд онцгой үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь конденсатын тодорхой хэсгийг буцаах боломжийг олгодог. Үүний зорилго нь хольцын өсөн нэмэгдэж буй янз бүрийн үе шатуудын хооронд нягт холбоо тогтоох явдал юмзөвхөн уур хэлбэрийн хамгийн дэгдэмхий фракцууд нь хүлээн авагчид хүрч, үлдсэн хэсэг нь шингэн хэлбэрээр шоо руу буцаж ирэв. Ийм эсрэг гүйдлийн хооронд шүргэлцсэний үр дүнд дэгдэмхий бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг цэвэршүүлэхийг залруулах буюу баяжуулах гэж нэрлэдэг.
Олон нэрэх
Энэ аргыг мөн олон үе шаттай флаш ууршилт гэж нэрлэдэг. Энэ бол өөр төрлийн энгийн нэрэх юм. Энэ нь жишээлбэл, томоохон арилжааны давсгүйжүүлэх үйлдвэрүүдэд усыг нэрэхэд ашиглагддаг. Шингэнийг уур болгон хувиргахад халаах шаардлагагүй. Энэ нь зүгээр л атмосферийн өндөр даралттай савнаас бага даралттай сав руу урсдаг. Энэ нь уурыг шингэн болгон конденсацлах замаар хурдан ууршихад хүргэдэг.
Вакуум нэрэлт
Даралт бууруулах процессын нэг хувилбар нь вакуум үүсгэхийн тулд вакуум насос ашигладаг. "Вакуум нэрэх" гэж нэрлэгддэг энэ аргыг заримдаа өндөр температурт буцалгадаг эсвэл хэвийн нөхцөлд буцалгахад задардаг бодисуудад ашигладаг.
Вакуум насос нь баганад даралт үүсгэдэг бөгөөд энэ нь атмосферийн даралтаас хамаагүй бага юм. Тэдгээрээс гадна вакуум зохицуулагчийг ашигладаг. Салгах үр ашиг нь өгөгдсөн температур, даралт дахь харьцангуй хэлбэлзлийн зөрүүгээс хамаардаг тул параметрүүдийг сайтар хянах нь маш чухал юм. Энэ тохиргоог өөрчлөх нь үйл явцын явцад сөргөөр нөлөөлж болзошгүй.
Вакуум нэрэлтийг боловсруулах үйлдвэрүүдэд сайн мэддэг. Уламжлалт нэрэх аргууд нь тусдаахөнгөн нүүрсустөрөгч ба хүнд нүүрсустөрөгчийн хольц. Бүтээгдэхүүний үлдэгдэл нь вакуум нэрэлтийг хийдэг. Энэ нь тос, лав гэх мэт өндөр буцалгах нүүрсустөрөгчийг бага температурт ялгах боломжтой болгодог. Энэ аргыг халуунд мэдрэмтгий органик химийн бодисыг ялгах, органик уусгагчийг сэргээхэд ашигладаг.
Уурын нэрэлт гэж юу вэ?
Уураар нэрэх нь хэвийн буцалгах цэгээс доогуур температурт нэрэх өөр арга юм. Энэ нь нэрмэл бодис холилдохгүй, устай химийн урвалд ордоггүй тохиолдолд хэрэглэнэ. Ийм материалын жишээ бол тосны хүчил, шар буурцгийн тос юм. Нэрэх явцад шингэнд уур орж, түүнийг халааж, ууршуулна.
Багананд нэрэх
Хэдийгээр савласан баганыг ихэвчлэн шингээхэд ашигладаг ч уур-шингэн хольцыг нэрэхэд ашигладаг. Энэхүү загвар нь контактын гадаргуугийн том талбайг хангадаг бөгөөд энэ нь системийн үр ашгийг нэмэгдүүлдэг. Ийм бүтцийн өөр нэг нэр нь нэрэх багана юм.
Үйл ажиллагааны зарчим нь дараах байдалтай байна. Өөр өөр хэлбэлзэлтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн түүхий хольцыг баганын төв хэсэгт нийлүүлдэг. Шингэн нь цорго дундуур урсаж, уур нь дээшээ хөдөлдөг. Савны ёроолд байгаа хольц нь урьдчилан халаагч руу орж, уураар гардаг. Хий нь савлагаагаар гүйж, шингэний хамгийн дэгдэмхий бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг авч, баганаас гарч, конденсатор руу ордог. Шингэрүүлсний дараа бүтээгдэхүүн орж ирдэгЦэр цуглуулагч руу нэвчиж, усалгааны зориулалтаар нэрмэл болон фракц болгон ялгаж өгнө.
Өөр өөр концентраци нь уурын фазаас шингэн фаз руу бага дэгдэмхий бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шилжүүлэхэд хүргэдэг. Цорго нь контактын үргэлжлэх хугацаа, талбайг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь салгах үр ашгийг нэмэгдүүлдэг. Гаралтын хэсэгт уур нь хамгийн их хэмжээний дэгдэмхий бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг бол шингэн дэх концентраци нь хамгийн бага байдаг.
Хошууг бөөнөөр нь дүүргэж, савласан. Дүүргэгчийн хэлбэр нь санамсаргүй эсвэл геометрийн бүтэцтэй байж болно. Энэ нь шавар, шаазан, хуванцар, керамик, металл, бал чулуу зэрэг идэвхгүй материалаар хийгдсэн байдаг. Дүүргэгч нь ихэвчлэн 3-аас 75 мм-ийн хэмжээтэй, уур-шингэн хольцтой харьцах том гадаргуутай байдаг. Бөөнөөр дүүргэх нь өндөр нэвтрүүлэх чадвар, өндөр даралтын эсэргүүцэл, хямд өртөгтэй давуу талтай.
Металл дүүргэгч нь өндөр бат бэх, сайн чийгшүүлдэг. Керамик нь бүр өндөр чийгшүүлэх чадвартай боловч тэдгээр нь тийм ч бат бөх биш юм. Хуванцар нь хангалттай бат бөх боловч бага урсгалтай үед сайн чийгшдэггүй. Керамик дүүргэгч нь зэврэлтэнд тэсвэртэй тул хуванцар тэсвэрлэх чадваргүй өндөр температурт ашиглагддаг.
Багцын хушуу нь бүтэцтэй тор бөгөөд хэмжээ нь баганын диаметртэй тохирч байна. Шингэн болон уурын урсгалыг урт сувгаар хангана. Тэд илүү үнэтэй боловч даралтын уналтыг багасгах боломжийг танд олгоно. Пакет хушуу нь бага урсгалын хурд, бага даралтын нөхцөлд илүүд үздэг. Тэдгээрийг ихэвчлэн мод, хуудас металл эсвэл сүлжмэл тороор хийдэг.
Уусгагчийг нөхөн сэргээх болон нефть химийн үйлдвэрт ашигладаг.
Нэрэлтийн баганад нэрэх
Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг баганын төрөл. Хавтангийн тоо нь хүссэн цэвэршилт, салгах нарийн төвөгтэй байдлаас хамаарна. Энэ нь нэрэх баганын өндөрт нөлөөлдөг.
Үйл ажиллагааны зарчим нь дараах байдалтай байна. Холимог баганын өндрийн дунд хэсэгт хооллодог. Концентрацийн зөрүү нь уурын урсгалаас шингэний урсгал руу бага дэгдэмхий бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шилжүүлэхэд хүргэдэг. Хөргөгчөөс гарч буй хий нь хамгийн их дэгдэмхий бодисыг агуулдаг бол бага дэгдэмхий бодис нь халаагуураар дамжин шингэний урсгал руу ордог.
Багананд байгаа ялтсуудын геометр нь хольцын өөр өөр фазын төлөв хоорондын контактын зэрэг, төрөлд нөлөөлдөг. Бүтцийн хувьд тэдгээр нь шигшүүр, хавхлага, таг, тор, каскад гэх мэт. Уурын нүхтэй шигшүүрийн тавиурууд нь бага зардлаар өндөр гүйцэтгэлийг хангахад ашиглагддаг. Нүх нь нээх, хаах хавхлагаар хангагдсан хямд хавхлагын тавиурууд нь материалын хуримтлалаас болж бөглөрөх хандлагатай байдаг. Малгай нь шингэнийг жижиг нүхээр дамжин уурыг нэвтрүүлэх таглаагаар тоноглогдсон байдаг. Энэ бол хамгийн дэвшилтэт, үнэтэй технологи бөгөөд бага урсацтай үед үр дүнтэй байдаг. Ус зайлуулах босоо хоолойгоор шингэн нь нэг тавиураас нөгөө рүү урсдаг.
Хүснэгтийн баганыг ихэвчлэн технологийн хаягдлаас уусгагчийг гаргаж авахад ашигладаг. Тэдгээрийг мөн хатаах үйл ажиллагаанд метанолыг сэргээхэд ашигладаг. Ус шингэн бүтээгдэхүүн хэлбэрээр гарч ирдэг бөгөөд дэгдэмхий органик хаягдал нь уурын үе шатанд ордог. Энэ бол нэрэх баганад нэрэх нь юм.
Криоген нэрэлт
Криоген нэрэлт нь шингэн төлөвт хөргөсөн хийд нэрэх ерөнхий аргыг хэрэглэх явдал юм. Систем нь -150 ° C-аас доош температурт ажилладаг. Үүний тулд дулаан солилцуур ба ороомог ашигладаг. Бүх бүтэц нь криоген блок гэж нэрлэгддэг. Шингэрүүлсэн хий нь нэгжид орж, маш бага температурт нэрэх болно. Криоген нэрэх баганыг савлаж, савлаж болно. Бөөн материал нь бага температурт үр дүн багатай тул багцын загварыг илүүд үздэг.
Криоген нэрэлтийн үндсэн хэрэглээний нэг бол агаарыг бүрдүүлэгч хий болгон ялгах явдал юм.
Олборлох нэрэлт
Олборлох нэрэлт нь хольцын нэг бүрэлдэхүүн хэсгийн харьцангуй дэгдэмхий чанарыг өөрчлөхийн тулд уусгагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг нэмэлт нэгдлүүдийг ашигладаг. Олборлох баганад уусгагчийг ялгах бодисуудад нэмнэ. Сэргээх тэжээлийн урсгалын бүрэлдэхүүн хэсэг нь уусгагчтай нэгдэж, шингэн үе шатанд гардаг. Нөгөө бүрэлдэхүүн хэсэг нь ууршиж, нэрмэл рүү ордог. Хоёр дахь гүйлтөөр багана нь бодисыг уусгагчаас салгах боломжийг олгодог бөгөөд дараа нь мөчлөгийг давтахын тулд өмнөх шат руу буцна.
Олборлох нэрэлтийг ойролцоо буцалгах цэг, азеотроп хольцтой нэгдлүүдийг ялгахад ашигладаг. Загварын нарийн төвөгтэй байдлаас шалтгаалан олборлох нэрэх нь ердийн нэрэх шиг үйлдвэрт тийм ч өргөн тархаагүй байна. Жишээ нь целлюлозыг олж авах үйл явц юм. Органик уусгагч нь целлюлозыг лигнинээс салгаж, хоёр дахь нэрэлт нь цэвэр бодис үүсгэдэг.
