Цель работы.

 

1. Изучение физической сущности процесса ректификации и принципа действия пленочной ректификационной колонны с орошаемыми стенками.

2. Построение рабочей линии (линии концентраций) процесса ректифи­кации при флегмового числа R.

3. Определение теоретического числа тарелок колонны при различных флегмовых числах.

4. Определение влияния начальной концентрации смеси флегмового числа R на концентрацию готового продукта.

 

Описание лабораторной установки.

Рис. 6 упрощенная установка для исследования процесса ректификации

Ректификационная установка работает следующим образом. В испарительной ёмкости 1 перерабатываемая жидкость 2 с помощью нагревателя 3 доводится до кипения. Образующийся в кубе пар проходит по царгам 4 вверх и в дефлегматоре 5 превращается в конденсат 6. В начале кипения воздух и не конденсирующиеся газы вытесняются паром из установки через штуцер связи с атмосферой (вакуумом) 7 в дренажную трубку.

Большая часть конденсата в виде флегмы поступает обратно в царги на орошение насадки 8. Насадка и текущая по ней флегма оказывают сопротивление движущемуся вверх пару, измеряемое перепадом давления АР в манометрической трубочке 9. На развитой поверхности насадки между паром и флегмой происходит процесс тепломассообмена, в результате которого в верхней части царг накапливается в виде пара и флегмы самый легкокипящий (с наименьшей температурой кипения) компонент кубовой жидкости, а следом за ним вниз по колонне сама собой выстраивается «нумерованная очередь» из разных веществ. «Порядковым номером» в этой «очереди» является температура кипения каждого компонента, возрастающая по мере приближения к кубу. Чтобы температура окружающей среды не влияла на этот достаточно тонкий процесс, царги снаружи покрывают теплоизоляцией 10.

С помощью крана 11 (регулятор отбора) осуществляется медленный и последовательный отбор веществ, а «номер» каждого вещества регистрируется с помощью термометра 12. Зная температуру (и рабочее давление), можно точно определить вещество дистиллята 13, отбираемого данный момент Дистиллят охлаждается в концевике 14 и поступает в приемную колбу 15.

Полученный готовый продукт вновь возвращается в куб. Управление флегмоотделителем ручное, осуще­ствляемое с помощью полиспаста. Флегмовое число можно определить как отношение периода возврата флегмы на орошение к периоду отбора продукта:

(22)

где t _нижн – время нахождения флегмоотделителя в нижнем положении, мин;

t _верх - время нахождения флегмоотделителя в верхнем положении, мин.

 

 

Рис.7 схема установки для исследования процесса ректификации:

1- испарительная емкость; 2-заливная горловина; 3-предохранительный клапан; 4-Ножки; 5-регулятор мощности ТЭНов; 6-блок-ТЭН; 7-указатель уровня жидкости; 8-ручка ёмкости; 9-царги ректификационные; 10-переходник термометра, 11-компаратор температур; 12-переходники с узлом отбора; 13-электронный термометр; 14-трубка вакуумной системы; 15-дренажная трубка связи с ва­куумной системой (или с атмо­сферой); 16-штуцер связи с атмосферой (вакуумом); 17-дефлегматор со смотровым стеклом флегмы; 18-трубки охлаждающей воды; 19-тройник воздушных трубок; 20-концевик; 21-узел отбора; 22-воздушные трубки, 23-трубки дистиллята; 24-специальная пробка для ваку­умного отбора; 25-колба сбора дистиллята.

 

Таким образом, имеем замкнутую ректификационную установку с постоянной концентрацией жидкости в кубе при установившемся режиме.