【प्रतिदिन एक प्रश्न】 रसायन अभियांत्रिकी सिद्धांत 215: आसवन टॉवर (27 अक्टूबर)
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इस पोस्ट को अंतिम बार “ज़ाई हुई कांगकियाओ” ने 2015-10-30 को 13:54 बजे संपादित किया। अब से “रासायनिक इंजीनियरिंग सिद्धांत” विभाग में “प्रतिदिन एक प्रश्न” नामक गतिविधि शुरू की गई है; इसका उद्देश्य लोगों को रासायनिक इंजीनियरिंग के मूलभूत ज्ञान को मजबूत करने में मदद करना है। आगे चलकर “रासायनिक इंजीनियरिंग सिद्धांत श्रृंखला”, “द्रव-विसरण एवं पृथक्करण श्रृंखला”, “रासायनिक इंजीनियरिंग थर्मोडायनामिक्स श्रृंखला” आदि भी शुरू की जाएंगी। आशा है कि सभी लोग इस गतिविधि का समर्थन करेंगे~ “प्रतिदिन एक प्रश्न” गतिविधि में उत्तर देने के बाद ही उत्तर देखा जा सकता है; 1 दिन बाद यह विषय बंद हो जाएगा! ！ भाग लेने पर 3 धन पुरस्कार मिलते हैं; सही उत्तर देने पर अतिरिक्त 3 धन भी प्राप्त होते हैं~ लघुप्रश्न: आसवन टॉवर में आसवन खंड का क्या कार्य है? इस चरण में, रिफ्लक्स तरल का उपयोग करके ऊपर जाने वाली भाप में मौजूद कठिन-वाष्पशील घटकों (जिन्हें “भारी घटक” भी कहा जाता है) को धीरे-धीरे संघनित किया जाता है। इसी दौरान, रिफ्लक्स तरल में मौजूद आसान-वाष्पशील घटक (जिन्हें “हल्के घटक” भी कहा जाता है) वाष्पित हो जाते हैं। इस प्रकार, टॉवर के शीर्ष पर अपेक्षाकृत शुद्ध एवं आसान-वाष्पशील घटक प्राप्त होते हैं।
आसवन चरण में हल्के घटकों को शुद्ध किया जाता है एवं भारी घटकों को हटाया जाता है।
टॉवर के फीडिंग पॉइंट से ऊपर स्थित भराव परत को “डिस्टिलेशन सेक्शन” कहा जाता है। ऊपर जाने वाली भाप में मौजूद भारी घटक तरल चरण में स्थानांतरित हो जाते हैं, जबकि रिफ्लक्स तरल में मौजूद हल्के घटक वायु चरण में स्थानांतरित हो जाते हैं। इस प्रकार होने वाले पदार्थ-आदान-प्रदान के परिणामस्वरूप ऊपर जाने वाली भाप में हल्के घटकों की सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ जाती है; टॉवर के शीर्ष तक पहुँचने वाली भाप उच्च शुद्धता वाले हल्के घटकों से युक्त हो जाती है।
फीडिंग प्लेट पर स्थित टॉवर खंड एक आसवन खंड है; इसका कार्य ऊपर जाने वाली वाष्पीय अवस्था में उपस्थित अस्थिर घटकों की सांद्रता को प्लेट-दर-प्लेट बढ़ाना है।
डिस्टिलेशन टॉवर में डिस्टिलेशन सेक्शन का क्या कार्य है? डिस्टिलेशन चरण में, गैसीय अणु लगातार संतृप्त होकर ऊपर की ओर जाते हैं; जबकि रिफ्रैक्शन चरण में, तरल अणु लगातार घनीभूत होते रहते हैं। डिस्टिलेशन टॉवर में, तरल पदार्थ को लगातार वाष्पीकृत एवं घनीकृत करके, उसमें मौजूद गैसीय अणुओं को अलग किया जाता है।
डिस्टिलेशन टॉवर में डिस्टिलेशन सेक्शन का क्या कार्य है? इसका कार्य, टॉवर में आने वाले पदार्थों में हल्के घटकों की सांद्रता को बढ़ाना है; ताकि टॉवर के शीर्ष पर उच्च शुद्धता वाले हल्के घटक प्राप्त हो सकें। अर्थात्, ऊपर जाने वाली भाप में मौजूद भारी घटक द्रव अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं, जबकि रिफ्लक्स तरल में मौजूद हल्के घटक वायु अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं। इस प्रकार, पदार्थों का आदान-प्रदान होने से ऊपर जाने वाली भाप में हल्के घटकों की सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ जाती है; और टॉवर के शीर्ष पर आने वाली भाप उच्च शुद्धता वाले हल्के घटकों से बनी होती है।
डिस्टिलेशन टॉवर में, डिस्टिलेशन सेक्शन का कार्य यह है कि आने वाले गैसीय मिश्रण में मौजूद हल्के घटकों को अलग किया जाए; ताकि टॉवर के शीर्ष पर गुणवत्ता-अनुरूप उत्पाद प्राप्त हो सके।
टॉवर के फीडिंग पॉइंट के ऊपर स्थित पैकिंग परत को “आसवन खंड” कहा जाता है। इसमें, ऊपर आने वाली भाप में मौजूद भारी घटक द्रव अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं; जबकि रिफ्लक्स तरल में मौजूद हल्के घटक गैस अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं। इस तरह के पदार्थ-आदान-प्रदान के परिणामस्वरूप, ऊपर जाने वाली भाप में हल्के घटकों की सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ जाती है; इस प्रकार टॉवर के शीर्ष तक पहुँचने वाली भाप, उच्च शुद्धता वाले हल्के घटकों से युक्त हो जाती है।
वाष्पीकरण चरण का मुख्य कार्य यह है कि ऊपर जाने वाली वाष्प में मौजूद भारी घटक तरल अवस्था में स्थानांतरित हो जाएं, जबकि रिफ्लक्स तरल में मौजूद हल्के घटक वायुमंडल में स्थानांतरित हो जाएं। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप ऊपर जाने वाली वाष्प में हल्के घटकों की सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ जाती है; अंततः टॉवर के शीर्ष पर आने वाली वाष्प उच्च शुद्धता वाले हल्के घटकों से बनी होती है। टॉवर के फीडिंग पॉइंट के ऊपर स्थित पैकिंग परत को आसवन खंड कहा जाता है, जबकि टॉवर के फीडिंग पॉइंट के नीचे स्थित पैकिंग परत को शोधन खंड कहा जाता है।
इसका कार्य, टॉवर में आने वाले पदार्थ में हल्के घटकों की सांद्रता को बढ़ाना है; ताकि टॉवर के शीर्ष से उपयुक्त गुणवत्ता वाला हल्का घटक प्राप्त हो सके। । । । । । । । । । ।
डिस्टिलेशन टॉवर में डिस्टिलेशन सेक्शन का क्या कार्य है? इसका कार्य, टॉवर में आने वाले पदार्थ में हल्के घटकों की सांद्रता को बढ़ाना है; ताकि टॉवर के शीर्ष से उपयुक्त गुणवत्ता वाला हल्का घटक प्राप्त हो सके।
टॉवर के फीडिंग पॉइंट से ऊपर की ओर मौजूद पैकिंग परत को “डिस्टिलेशन सेक्शन” कहा जाता है। इसमें, ऊपर जाने वाली भाप में मौजूद भारी घटक तरल अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं; जबकि रिफ्लक्स तरल में मौजूद हल्के घटक वायु अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं। इस प्रकार के पदार्थ-विनिमय के परिणामस्वरूप, ऊपर जाने वाली भाप में हल्के घटकों की सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ जाती है; और टॉवर के शीर्ष पर पहुँचने वाली भाप उच्च शुद्धता वाले हल्के घटकों से बनी होती है।
उत्तर: आसवन खंड का कार्य हल्के घटकों को शुद्ध करना एवं भारी घटकों को अलग करना है।
टॉवर के फीडिंग पॉइंट के ऊपर स्थित पैकिंग परत को “वाष्पीकरण खंड” कहा जाता है। इस खंड में, ऊपर जाने वाली भाप में मौजूद भारी घटक तरल अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं; जबकि नीचे आने वाले तरल में मौजूद हल्के घटक वाष्प अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं। इस प्रकार, ऊपर जाने वाली भाप में हल्के घटकों की सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ जाती है; और टॉवर के शीर्ष पर पहुँचने वाली भाप उच्च शुद्धता वाली हल्की घटकों से युक्त हो जाती है। टॉवर के फीडिंग पॉइंट के नीचे स्थित पैकिंग परत को “संघनन खंड” कहा जाता है। इस खंड में, नीचे आने वाले तरल से भारी घटक अलग किए जाते हैं; अर्थात् भारी घटकों का सांद्रण हो जाता है।
डिस्टिलेशन टॉवर में डिस्टिलेशन सेक्शन का क्या कार्य है? कार्य: बहुघटकीय तरल मिश्रणों को संसाधित करना; विभिन्न घटकों की वाष्पशीलता के आधार पर उनका पृथक्करण करना।
इसका कार्य, टॉवर में आने वाले पदार्थ में हल्के घटकों की सांद्रता को बढ़ाना है; ताकि टॉवर के शीर्ष से उपयुक्त गुणवत्ता वाला हल्का घटक प्राप्त हो सके।
आम तौर पर, फीड इंलेट को सीमा मानकर, फीड इंलेट के ऊपर का भाग आसवन खंड होता है। आसवन चरण में हल्के घटकों को शुद्ध किया जाता है एवं भारी घटकों को हटाया जाता है। अर्थात्, आसवन चरण में, ऊपर जाने वाली भाप में मौजूद भारी घटक तरल अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं; जबकि रिफ्लक्स तरल में मौजूद हल्के घटक वायु अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं। इस प्रकार पदार्थों के आदान-प्रदान के परिणामस्वरूप ऊपर जाने वाली भाप में हल्के घटकों की सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ जाती है; और टॉवर के शीर्ष पर पहुँचने वाली भाप उच्च शुद्धता वाले हल्के घटकों से बनी होती है।
डिस्टिलेशन टॉवर में डिस्टिलेशन सेक्शन का क्या कार्य है? हल्के घटकों का शुद्धीकरण। । ।
टॉवर के फीडिंग पॉइंट के ऊपर स्थित पैकिंग परत को “डिस्टिलेशन सेक्शन” कहा जाता है। इसमें, ऊपर जाने वाली भाप में मौजूद भारी घटक तरल अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं; जबकि रिफ्लक्स तरल में मौजूद हल्के घटक वायु अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं। इस प्रकार के पदार्थ-विनिमय के परिणामस्वरूप, ऊपर जाने वाली भाप में हल्के घटकों की सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ जाती है; इससे टॉवर के शीर्ष पर पहुँचने वाली भाप उच्च शुद्धता वाले हल्के घटकों से युक्त हो जाती है।
डिस्टिलेशन टॉवर में डिस्टिलेशन सेक्शन का क्या कार्य है? टॉवर के फीडिंग पॉइंट के ऊपर स्थित पैकिंग परत को “डिस्टिलेशन सेक्शन” कहा जाता है। इसमें, ऊपर जाने वाली भाप में मौजूद भारी घटक तरल अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं; जबकि रिफ्लक्स तरल में मौजूद हल्के घटक वायु अवस्था में स्थानांतरित हो जाते हैं। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, ऊपर जाने वाली भाप में हल्के घटकों की सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ जाती है; अंततः टॉवर के शीर्ष पर आने वाली भाप उच्च शुद्धता वाले हल्के घटकों से बनी होती है। टॉवर के फीडिंग पॉइंट के नीचे स्थित पैकिंग परत को “स्ट्रिपिंग सेक्शन” कहा जाता है; इसमें नीचे जाने वाले तरल से भारी घटक अलग किए जाते हैं। डिस्टिलेशन, वास्तव में ऐसी प्रक्रिया है जिसमें डिस्टिलेशन टॉवर में विभिन्न घटकों की आपेक्षिक वाष्पशीलता के आधार पर उच्च शुद्धता वाले घटकों को अलग किया जाता है। ट्रे पर, तरल पदार्थ की परत एवं पैकिंग की सतह – ये दोनों ही वह स्थान हैं, जहाँ गैस एवं तरल पदार्थ के बीच द्रव-विनिमय एवं ऊष्मा-विनिमय होता है। निचली परत (n+1) से ऊपर आने वाली भाप, उस परत पर मौजूद छेदों से होकर nवीं परत तक पहुँचती है। चूँकि ऊपर आने वाली भाप का तापमान एवं संरचना, nवीं परत पर मौजूद तरल पदार्थ के तापमान एवं संरचना से भिन्न होती है; इसलिए दोनों के बीच ऊष्मा एवं पदार्थों का आदान-प्रदान होता है। आदान-प्रदान के बाद भाप का तापमान कम हो जाता है, एवं वह n-1वीं परत तक पहुँचती है; वहाँ भी ऐसा ही ऊष्मा एवं पदार्थों का आदान-प्रदान होता है। इस प्रकार, कई परतों पर गैस एवं तरल पदार्थों के बीच होने वाले ऊष्मा एवं पदार्थों के आदान-प्रदान के कारण, ऊपर आने वाली भाप में हल्के घटकों की मात्रा बढ़ जाती है, जबकि नीचे जाने वाले तरल पदार्थ में भारी घटकों की मात्रा बढ़ जाती है। इस प्रकार अलगाव की प्रक्रिया पूरी हो जाती है। वास्तव में, आसवन प्रक्रिया वह प्रक्रिया है जिसमें वाष्प एवं तरल दोनों अवस्थाओं के बीच लगातार पदार्थों एवं ऊष्मा का आदान-प्रदान होता रहता है। यह प्रक्रिया, मिश्रण में मौजूद विभिन्न घटकों की सापेक्ष वाष्पन क्षमताओं में अंतर के आधार पर ही संभव होती है; इसके द्वारा वाष्प एवं तरल दोनों अवस्थाओं के बीच लगातार पदार्थों एवं ऊष्मा का आदान-प्रदान होता रहता है, जिससे घटकों का अलगाव हो जाता है। आसवन प्रक्रिया में, टॉवर के अंदर वाष्प एवं तरल दोनों अवस्थाओं का निर्माण, टॉवर के नीचे स्थित रीबॉयलर द्वारा उत्पन्न ऊष्मा एवं टॉवर के ऊपर से आने वाली वापसी धारा के कारण होता है। इसका उद्देश्य, आपेक्षिक वाष्पनशीलता समान वाले पदार्थों को आसवन के माध्यम से अलग-अलग करना है।