Vapour Managment (VM)

Zygmunt, to nie byłby pot-still, bo reflux-ratio robisz na parach - zamiast dzielić ciecz po skropleniu, dzielisz strumień par przed skropleniem. Większa część par idzie w górę, skrapla sie i zwilża wypełnienie od góry, jak w LM. Nad wypełnieniem ustabilizowanej kolumny masz pary o składzie azeotropowym, jak byś nie patrzył na to. Im mniejsze stężenie alkoholu w kotle, tym wyższa kolumna jest potrzebna.
Zauważyłem to po tym, że jak miałem w kotle kilkanaście procent, to termometr metr nad kotłem i na szczycie wypełnienia 40 cm wyżej pokazywały tą sama temperaturę przez 95% czasu pracy. Potem ten dolny zaczął rosnąć, górny jeszcze przez dobre 10 minut ani drgnął. Oznacza to, że kolumna na początku rozdzielała, co miała rodzielić na pierwszym metrze wypełnienia i reszta kolumny "nie pracowała" - to znaczy jesli nawet, to w bardzo małym stopniu, czyli rektyfikowała azeotrop. W trakcie ubywania w kotle etanolu na szczycie nad wypełnieniem miałem nadal azeotrop, ale proces rektyfikacji zaczął "wspinać" sie po kolumnie - do otrzymania absolutu potrzeba było więcej półek teoretycznych. Aż w końcu kolumna sie "poddała" i zaczął lecieć nieazeotrop i chwile potem - pogony.
Pot - still byłby, gdybym 100% par kierował na chłodnice Liebiga. Tymczasem układ VM to układ de facto stałego refluksu, strumień par dzieli sie po prostu w stosunku przekrojów rur kolumny i wylotu. One są od spodu pchane ciśnieniem z kega i wypychają powietrze z kolumny, rozłażą się do góry na chłodnicę deflegmacyjną i w bok, gdzie trafiają na słup powietrza w rurce Liebiga i jako cieższe opadają skraplając się na ściankach. Dlatego rurka chłodnicy Liebiga powinna być szeroka, typu 15 mm, rurki węższe będą miały zbyt mała wydajność - powietrze w górę nie będzie się miało którędy obok par przecisnąć.
W przypadku użycia wody do VM to nie zadziała, bo para wodna nie wejdzie jako lżejsza od powietrza do rurki Liebiga.

Ale skoro pary wody i etanolu mają tak dramatycznie rózną gęstość, to wirówka, czy nawet dyfuzja w aparaturze rozgrzanej do 100 stopni powinna umozliwiać otrzymanie bezwodnego etanolu juz przy niewielkiej ilości aktów dyfuzji. Podobnie, jak się rozdziela izotopy uranu w fazie gazowej UF₆. Tam róznica masy cząsteczek fluorku obu izotopów to zaledwie 3 neutrony, u nas - kilkadziesiąt razy wieksza a względna - o kilka rzędów wielkości większa ja myślę, że jedna wirówka zasilana parą azeotropową wyprodukowałaby etanol bezwodny klasy paliwowej. Ewentualnie kolumna dyfuzyjna.

Aż zaczyna mnie to interesować. Chyba zacznę cos myśleć. Bo jakby się tak dało odwadniac etanol...

@pokrec, moim zdaniem ta "magiczna liczba oznaczająca gęstość powietrza" jest tylko zobrazowaniem dla gęstości par etanolu i pary wodnej stosunku do gęstości powietrza na zewnątrz kolumny przy aktualnym ciśnieniu atmosferycznym. I to ma decydujące znaczenie w procesie rozdziału par na trójniku.
Tak, powietrze fizycznie "gra", ale w chłodnicy Liebiga, gdzie tworzy swego rodzaju bufor dla par o mniejszej gęstości (a więc i lżejszych) od niego. W kolumnie rzeczywiście powietrza nie ma, gdyż lekkie nadciśnienie wytwarzane przez pary w kotle nie pozwoli wpłynąć mu do kolumny. Jeżeli pary docierające do ramienia bocznego będą miały mniejszą gęstość od powietrza tam się znajdującego, po prosu uniosą się w górę omijając to ramię. Natomiast jeśli będą cięższe, to w tym miejscu nastąpi podział par w stosunku opisanym przez Nixona. W ramieniu bocznym pary te jako cięższe od powietrza w nim się znajdującego, "spłyną" rurką chłodnicy, skroplą się i zmniejszając swoją objętość niejako zassają kolejną porcję par do czasu, aż mieszanina pary wodnej i pary etanolu w kolumnie osiągnie gęstość powietrza w rurce chłodnicy (owe 45,5% do 54,5%). W tym momencie proces wypływu i skraplania par w chłodnicy Liebiga samoczynnie się zakończy.
Tak ja widzę proces podziału par i działanie głowicy w systemie VM.
Może źle rozumuję, wtedy niech inni mnie poprawią

Radius, czyli powiedziałeś swoimi słowami moja kwestię.
Też tak myślę.
Gdyby w rurce Liebiga nie było powietrza (czyli spust byłby nie do końca zawartości kranem na końcu rury), to w tym systemie nawet woda by poszła. Po prostu rurka Liebiga robiłaby za skraplacz i skraplająca sie para wodna tworzyłaby w niej zasysające podciśnienie. Po wypełnieniu rurki spust, powiedzmy 95% jej pojemności (żeby powietrze nie weszło i zabawa trwa dalej.

No właśnie, moim zdaniem nie
Dlatego w tej konstrukcji przed chłodnicą Liebiga, jest odcinek 15-20cm rurki, aby pary (lżejsze od powietrza) wepchnięte tam przez lekkie nadciśnienie w kolumnie, nie zostały schłodzone do stanu ciekłego przez chłodnicę i utworzyły swego rodzaju korek "podtrzymywany" od dołu powietrzem i ciśnieniem atmosferycznym.
Gdyby w rurce Liebiga nie było powietrza, to i tak para wodna nie doszła by do części skraplającej dzięki właśnie temu 15-20 cm odcinkowi przed konkretną chłodnicą.
Zastrzegam ponownie, że to są tylko moje dywagacje. Być może wcale nie mam racji

Radius, pary będące na krawędzi tego odcinka niechłodzonego sie skroplą, wywołaja podciśnienie, wciągną nowa porcję pary z kolumny...
Tak działa skraplacz w elektrowniach opartych o organiczny cykl Rankine'a, gdzie substancją roboczą jest ciecz organiczna mająca prężnośc par wielokrotnie większa od wody - para po opuszczeniu turbiny ulega skropleniu na zimnych ścianach skraplacza, więc za turbina masz podciśnienie, skroplone pary sa z powrotem pompowane pompą do kotła i tak w kółko Macieju. Taka elektrownia ma to do siebie, że potrafi pracować przy niewielkiej róznicy temperatur (choć wtedy jej sprawnośc jest tez niewielka).

Zapominasz tylko, że tutaj jest układ otwarty a rurka przechodząca przez chłodnicę Liebiga jest na tyle dużej średnicy, że aby wytworzyć w niej podciśnienie, destylat musiałby płynąć non stop pełnym przekrojem, co w naszych kolumnach jest niemożliwe

Masz 100% racji, Radius, ale ja wcześniej napisałem:

Czyli załozyłem od razu, że mamy uniemozliwione wejście powietrza do rurki. Miałem na myśli system VM z zaworem na końcu rurki Liebiga, który spuszcza skroplona wodę, ale za każdym razem tylko częściowo, żeby nie otworzyć nigdy wylotu. Trochę, jak w systemie e-ARC, tylko ze spustem uruchamianym przy pełnej rurce Liebiga i zatrzymywanym tuż przed jej opróżnieniem.

Ha, w takim razie muszę to wypróbować. Założę na koniec chłodnicy Liebiga zaworek, napełnię ją wodą i zagotuję w kotle czystą wodę. Zobaczę czy po minimalnym odkręceniu zaworka woda wciągnie parę wodną z kolumny i czy system zadziała na czystej wodzie