Физическая сущность процесса ректификации.

Обучение, обмундирование и

питание в летнее время – БЕСПЛАТНО!

Инструктор СМЕНЫ №2 – Константинова Ольга Николаевна.

Телефон – 8(921)425-79-91.

Адрес: ул. Тамбовская (ст. метро «Обводный канал»),

дом 63, кабинет №9.

Физическая сущность процесса ректификации.

В процессе ректификации происходит двухсторонний массо- и теплообмен между противоточно движущимися непрерывными потоками пара и жидкости при высокой турбулизации контакти­рующих фаз. Пары при движении вверх обогащаются легкокипящими, а жид­кость, опускаясь вниз - труднокипящими компонентами. Благодаря многократ­ному контакту фаз можно получить практически чистые пары легкокипящих компонентов и жидкость из труднокипящих компонентов. Процесс разделения компонентов проводится в ректификационной колонне. Ее назначение –создание разви­той поверхности контакта фаз и условий, благоприятных для эф­фективного массообмена между материальными потоками.

Ректификационные установки состоят из колонны, подогревателей, испарителя, дефлегматора, сепаратора, холодильника - конденсатора и вспо­могательных элементов оборудования (рис.1).

Они подразделяются на: периодические (разделяемая смесь единовременно загружается в куб и процесс ректификации протекает до получе­ния продуктов заданного состава); непрерывные (разделяемая смесь по­ступает и продукты разделения выводятся из колонны непрерывно).

Расчет процесса ректификации смесей с учетом влияния всех входя­щих в них компонентов крайне затруднителен. По этой причине сложные мно­гокомпонентные смеси обычно анализируются как бинарные или тройные. Это допущение существенно упрощает расчет.

В общем случае бинарные смеси можно разделить на три группы:

1) смеси с практически взаимно нерастворимыми компонентами;

2) смеси с частично растворимыми компонентами;

3) смеси с полностью взаимно растворимыми компонентами.

 

1 - кубовая часть колонны;

2 - ректификационная колонна (пары поднима­ются по колонне и в противотоке взаимодейст­вуют с жидкой фазой, поступающей в верхнюю часть колонны из дефлегматора 3);

3 - дефлегматор (пары, обогащенные в ходе те­плообмена и массообмена низкокипящим компонентом, выходят из колонны и конденсиру­ются, отдавая теплоту конденсации охлаждаю­щей воде);

4 - сепаратор-отделитель;

5 - конденсатор;

6 - сборный бак;

F - исходная смесь;

R - возвращающийся в колонну дистиллят (флегма);

W - кубовый остаток;

V - пары, выходящие из колонны в дефлегма­тор для конденсации;

D - готовый продукт.

При р=const равновесные характеристики бинарных (двухкомпонентных) смесей обычно представляются в Т-х,у, у-х координатах, а при Т=const в х-р - координатах, где х, y - молярная доля низкокипящего компонента в жидкой и паровой фазе.

Легколетучий (низкокипящий) компонент - компонент, имеющий большее, по сравнению с другим труднолетучим (высококипящим) компонен­том давление насыщенных паров при заданной температуре.

Для расчета колонн широко используются два принципиально различ­ных метода:

1) метод ступеней контакта (метод теоретических тарелок);

2) метод числа единиц переноса.