Вопрос к тем, кто разбирается в физике самогоноварения.

[asmel]

Перегоняем спирто-водяную смесь 96 объемных процентов спирта через вертикальную трубку с возвратом образовавшейся флегмы в куб. Охлаждение вертикальной трубки атмосферное. То, что не сконденденсировалось в вертикальной трубке охлаждается и идет в приемник конденсата. Процесс ведем при пониженном давлении и температуре 40 С.

Спирто-водяная смесь 96 объемных процентов спирта при 40С создает давление 135.23 мм рт ст

(здесь и в дальнейшем использую замечательный калькулятор Руди)

Чистый спирт в таких же условиях создает давление 133.31 мм рт ст

Из этого следует, что вода из спирто-водяной смеси 96 объемных процентов спирта при 40С создает давление  (135.23 - 133.31) = 1.92 мм рт ст

 При давлении в 5 мм рт ст вода будет конденсироваться при температуре 1.25С (5 мм рт ст это начало отсчета для воды в калькуляторе).

При 40С которые создает спирт сконденсированный на вертикальной трубке вода из этой смеси никак не сможет сконденсироваться !!! и следовательно пойдет в отбор, а флегма, стекающая по вертикальной трубке должна быть свободна от воды !!!  То есть получаем бешеное укрепление спирта.

Кто в этом разберется -  в чем я ошибаюсь?

[okun]

1 час назад, asmel сказал:

 в чем я ошибаюсь?

азеотроп

[asmel]

2 часа назад, okun сказал:

азеотроп

Азеотроп воды и этанола при пониженном давлении разрушается

[okun]

6 часов назад, asmel сказал:

разрушается

Смещается.

[asmel]

6 часов назад, okun сказал:

Смещается.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Азеотропная_смесь

при 70 мм. рт. ст. этанол кипит при 28°С без образования азеотропа с водой.

[okun]

41 минуту назад, asmel сказал:

при 70 мм. рт. ст. этанол кипит при 28°С без образования азеотропа с водой.

 

17 часов назад, asmel сказал:

Процесс ведем при пониженном давлении и температуре 40 С.

 

[asmel]

10 часов назад, okun сказал:

Смещается

Значит при 28С будет так, как описано в первом сообщении?

[Asus]

Интересный вопрос, Анатолий.

Но чтобы разобраться, надо разбирать его на системные части,т.к по отдельности всё таблично ясно и понятно.

В реальной же системе, всё зависит от качества дефлегматора (или холодильника) определяемого отношением числа сконденсированных им молекул, к  общему числу, пролетевших через него.

Кх = ∑ск / ∑об,  и если Кх = 1, то, вероятно, всё будет, как ты описываешь.

Остаётся это проверить на практике, взяв длинный вертикальный змеевик, с подачей пара в него снизу - вверх.

Или снизив мощность нагрева до капельной конденсации.

Изменено 11 октября, 2021 пользователем Asus

[asmel]

3 минуты назад, Asus сказал:

Остаётся это проверить на практике

На практике 40С не подтверждается - отсюда и тема. Хотя и при 40С флегма должна бы быть покрепче, чем получается.

[Asus]

Тут есть три вопроса:

1. Качество холодильника vs мощность испарения.

2. Чем измерялась крепость реальная и какой должна быть ожидаемая

3  В каких условиях производилось измерение крепости: атмосфера vs вакуум.

100%-й спирт гигроскопичен на атмосфере, и никто из нас не знает, когда он опустит свою крепость до азеотропа на воздухе.

И это без учёта ВП примесей в СР.

Изменено 11 октября, 2021 пользователем Asus

[dim65]

22 часа назад, asmel сказал:

При 40С которые создает спирт сконденсированный на вертикальной трубке вода из этой смеси никак не сможет сконденсироваться !!! и

 

Это не верно.

В случае, который ты рассматриваешь, вода хвостовая и ее не очень много.

 

Для ориентира посмотри для хвостовых и промежуточных температуры кипения чистых на атмосфере - а в отборе на атмосфере они есть.

[POLE]

10.10.2021 в 15:18, asmel сказал:

Процесс ведем при пониженном давлении и температуре 40 С.

По калькулятору Руди для 96% спирта и темп.кипения 40С соответствует давление примерно 18 кПа (135 мм рт ст).

В этих условиях по калькулятору VLE 1 ТТ дает укрепление с 96 до 96,15% (примерно).

10.10.2021 в 15:18, asmel сказал:

При давлении в 5 мм рт ст вода будет конденсироваться при температуре 1.25С (5 мм рт ст это начало отсчета для воды в калькуляторе).

При таком давлении температура кипения 96% спирта будет -11С (по калькулятору Руди). 

По калькулятору VLE при 5 мм рт ст 96% спирт кипит при -5,75С и 1 ТТ дает укрепление с 96 до 97% (примерно).

 

Разберись сначала с условиями перегонки.

 

 

[asmel]

11 минут назад, POLE сказал:

Разберись сначала с условиями перегонки.

Читай внимательно условия - 1.92 мм рт ст это парциальное давление паров воды при испарении спиртоводной 96% смеси при 40 с. Спирт при этих условиях создает давление 133 мм рт ст.

Изменено 11 октября, 2021 пользователем asmel
ошибка

[dim65]

@asmel @asmel

 

Изоамиловый спирт — бесцветная неприятно пахнущая жидкость, с температурой кипения 132,1 °C, плотность 814 кг/м3, в воде мало растворима, 

 

Согласен?  СТО ТРИДЦАТЬ ДВА!!!!!!

 

А в отборе на атмосфере имеется. Как же он сконденсировался на поверхности 79 градусов Цельсия скажем??

Изменено 11 октября, 2021 пользователем dim65

[asmel]

4 минуты назад, dim65 сказал:

Как же он сконденсировался на поверхности 79 градусов Цельсия скажем??

Горячий пар конденсируется на холодной поверхности, но не наоборот.  Вода в стакане испаряется при комнатной температуре. Пар из твоего живота сконденсируется на холодном зеркале, но не сконденсируется на горячей кружке.

"Бесцветная неприятно пахнущая жидкость, с температурой кипения 132,1 °C" прекрасно испаряется при температуре кипения бражки (при атмосферном давлении) в объем, где нет этой замечательной жидкости. Но конденсироваться она будет при определенных условиях - парциальное давление и температура конденсации (кипения) для этого давления. Отсюда вонь при перегонке самогона.

Вообще-то вопрос на эту тему задал я.

[dim65]

1 час назад, asmel сказал:

с температурой кипения 132,1 °C" прекрасно испаряется при температуре кипения бражки (при атмосферном давлении)

 

То есть при температуре 90 градусов Цельсия скажем, да?

 

Это то же самое все другими словами. А как испаряется вода чтоб попасть в твою трубку? Азеотропа по твоему нет и делать ей нечего

 

Во всем паре всегда и во всех конденсатах всегда есть все, что вышло из куба, но пропорции соответствуют примерно КРект. На краях диапазона скорее всего есть искажения. И в калькуляторах тоже.

 

Так что только натурный эксперимент. Неоднократный. На этом вся наука о химаппаратах стоит.

Изменено 11 октября, 2021 пользователем dim65

[asmel]

7 часов назад, dim65 сказал:

А как испаряется вода чтоб попасть в твою трубку?

так же как и в стакане воды, стоЯщем у тебя на столе.

7 часов назад, dim65 сказал:

Азеотропа по твоему нет и делать ей нечего

разберись сначала, что такое азеотроп.

[moroz-85]

@asmel Анатолий, не так давно один новый участник @Teddyпытался научить всю ветку новой религии - молекулярной гонке (испарению из тонкой пленки). Ничего против тонкопленочного испарения не имею и даже интересное направление. Но кипение - это максимально эффективное испарение. Так вот в стакане вода испаряется в плёнке с площади поверхности медленно и неэффективно, а при пониженном давлении ниже точки кипения твоей водно-спиртовой смеси с содержанием 96%об спирта и 4%об воды разделение провести можно, но необходимо создать условия и тонкоплёночный аппарат, при том, что вертикальная колонка с возвратом флегмы является пленочной, но не тонко-.

У тебя хорошо получается мастерить из банок стеклянных. Вот схема десятилетней давности ХДшного нанпрофессора

 

Изменено 12 октября, 2021 пользователем moroz-85

[asmel]

4 часа назад, moroz-85 сказал:

Ничего против тонкопленочного испарения не имею и даже интересное направление

В этой теме речь совершенно не об эффективности испарения. Это участники обсуждения сворачивают в эту сторону. В заголовке темы я указал на парадокс непонятный мне и надеялся в этом разобраться. Парадокс, на мой взгляд в том, что при дистилляции вблизи разрушения азеотропа, флегма, стекающая по поверхности вертикальной трубки будет состоять из 100% спирта, а вода из исходной водноспиртовой смеси пойдет в отбор.

 

4 часа назад, moroz-85 сказал:

Вот схема десятилетней давности ХДшного нанпрофессора

и что?

Изменено 12 октября, 2021 пользователем asmel
правописание

[dim65]

6 часов назад, asmel сказал:

вблизи разрушения азеотропа, флегма, стекающая по поверхности вертикальной трубки будет состоять из 100% спирта, а вода из исходной водноспиртовой смеси пойдет в отбор.

 

То есть флегма - чистый спирт, а вода остаётся в паре и уходит, так?

 

Это означает, что вода приобретёт чисто головные свойства. При вот той крепости и давлении, что ты описываешь.

 

Про воду, приобретающую головные свойства хоть где, читать не приходилось.

 

Может все же

15 часов назад, dim65 сказал:

На краях диапазона скорее всего есть искажения. И в калькуляторах тоже.

 

А что показывает натурный эксперимент??

[Rudy]

Посмотри законы Рауля, например тут.

[asmel]

46 минут назад, Rudy сказал:

Посмотри законы Рауля

Смотрел я законы Рауля, и очень давно. Что из того? И закон Дальтона тоже смотрел. И в Фиан на форумы обращался - никто толком сказать ничего не может. Думал самогоновские Кулибины помогут. Как-то не очень ...

[Rudy]

Похоже хоть и смотрел, да не понял.

 

В двух словах. Есть две жидкости, у одной температура кипения 80*С, у другой - 150*С. Вопрос - какова будет температура кипения смеси  в пропорции от 0 до 100% (процент первой жидкости)?

 

При 100% понятно - будет 80*С.

При 0% тоже понятно - будет 150%.

А при 99%?

 

Закон Рауля говорит, что температура кипения смеси будет лишь немногим более 80%. А это и есть наш случай - количество примеси мало.

 

А вот о концентрации второй жидкости в паре - не столь однозначно, тут все сильно зависит от химии. В первом приближении, концентрация в паре будет пропорциональна (именно пропорциональна, а не равна) концентрации в жидкости.

 

Но это уже не столь однозначно, для смеси вода спирт при малых концентрациях он сильно нарушается - коэффициент ректификации порядка 13, т.е. он сильно отличается от единицы. То же может происходить и со смесью спирт-примесь. И конкретные цифры очень плохо считаются. Реально их просто измеряют для малых концентраций примеси - коэффициент ректификации. И он справедлив только для малых концентраций - при больших он может сильно изменяться.

 

 

[asmel]

Закон Рауля ничего не говорит о температурах кипения смесей. Сам по себе этот закон очевиден, практически так же как основной закон физики – закон сохранения энергии.

Закон Рауля утверждает – при постоянном давлении и определенной температуре из жидкой смеси в газовую фазу выходят определенные количества компонентов смеси. Как они выходят совершенно очевидно:

1. чем выше летучесть компонента, тем больше пойдет в газовую фазу

2. чем больше концентрация (мольная) компонента в жидкости  тем больше пойдет в газовую фазу

Правда это для идеальных условий, т е условий, когда ни в жидкой ни в газовой фазе нет сильного взаимодействия между компонентами.

В нашем случае, в газовой фазе для температуры кипения 28С это работает.

Для жидкой фазы не знаю.

Ладно, хрен с ним с Раулем. Факт тот, что в газовую фазу в нашем случае вода выйдет с очень маленьким парциальным давлением. Чтобы при таком низком давлении вода сконденсировалась необходима  очень низкая температура.

Температура на вертикальной трубе создается конденсирующимися молекулами спирта и эта температура значительно выше температуры конденсации водной примеси.

В этом и весь парадокс, на мой взгляд.

 

3 часа назад, Rudy сказал:

вот о концентрации второй жидкости в паре - не столь однозначно, тут все сильно зависит от химии. В первом приближении, концентрация в паре будет пропорциональна (именно пропорциональна, а не равна) концентрации в жидкости.

 

Да пусть хоть вся вода из куба, в котором 97% спирт выйдет в пар (вот было бы весело) все равно парциального давления воды в паре было бы недостаточно для конденсации на горячей вертикальной трубе.

Изменено 13 октября, 2021 пользователем asmel

[asmel]

13.10.2021 в 16:48, Rudy сказал:

Похоже хоть и смотрел, да не понял.

По поводу кипения разбавленных растворов немного не разобрался – просто мысль работала в другом направлении. Ну и что, что добавка менее летучей примеси повышает температуру кипения смеси.

Ты постоянно работаешь с кипением и коэффициентом ректификации.

Предлагаю подумать в направлении конденсации.

Ты сводишь все к кипению растворов. Но раствор еще надо получить.  В моем примере не понятно, как вода при низком парциальном давлении и при высокой температуре может попасть в раствор со спиртом.

По закону Дальтона при давлении, разрушающем азеотроп, пары воды и спирта ведут себя совершенно независимо друг от друга. Т е вода ощущает себя в нагретом объеме так, как будто в нем никаких паров спирта нет. Тоже самое и для паров спирта. При этих условиях спирт конденсируется на стенках объема и нагревает их до своей температуры конденсации при этом парциальном давлении.

Воде при такой высокой температуре стенок и очень низком парциальном давлении никак не сконденсироваться и попасть в раствор к спирту.

Возьми стены в своей квартире – пары воды в воздухе присутствуют, но почему-то на стены не садятся (конечно, если ты не живешь в замерзающей без газа Европе) .