ВВЕДЕНИЕ. Ректификацией называется процесс разделения гомогенных сме­сей летучих жидкостей путем двустороннего массо- и теплооб­мена между неравновесными жидкой и

Лабораторная работа № 3

Тема: Изучение работы ректификационной установки

Ректификацией называется процесс разделения гомогенных сме­сей летучих жидкостей путем двустороннего массо- и теплооб­мена между неравновесными жидкой и паровой фазами, имеющи­ми различную температуру и движущимися противотоком отно­сительно друг друга. В химик0-фармацевтической промышленности ректифика­цию все шире применяют для выделения компонентов в чистом виде в производствах органического синтеза, полимеров, изото­пов и различных других веществ высокой чистоты.

Разделение смесей на компоненты осуществляется в аппа­ратах колонного типа при многократном или непрерывном контакте фаз в режимах многократного кипения, испарения и конденсации. При каждом контакте фаз из жидкой фазы испаряется преимущест­венно низкокипящий (легколетучий) компонент (НК), которым и обогащается паровая фаза, а из паровой фазы конденсируется высококипящий компонент (ВК), который переходит в жидкую фазу.

В результате обмена между фазами получаются в конеч­ном итоге пары, состоящие почти из чистого низкокипящего компонента. Эти пары, выходящие из колонны и конденсирую­щиеся в отдельном аппарате, представляют собой дистиллят или ректификат (продукт верхней части колонны) и флегму - жид­кость, возвращаемую в колонну для орошения и взаимодействия с поднимающимися по колонне парами. Снизу колонны удаляется жидкость (кубовый остаток), представляющая собой почти чистый высококипящий компонент - продукт нижней части колонны. Часть кубового остатка испаряется в нижней части колонны, за счет чего и получается восходящий поток пара. Движущей силой процесса ректификации является разность рав­новесных и рабочих концентраций компонентов на каждой та­релке.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является практическое ознакомление с принципом ректификации и методикой испытания ректификационной колонны периодического действия.

В задачу работы входит: определение кубового остатка, флегмового числа, скорости паров, теоретического числа тарелок

Литература

1. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей М.: Наука,1972. -721 с.

2. Гельперин, Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии/ Н.И.Гельперин.-М.: Химия, 1981.- 812с.

3. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии в 2 ч. М Химия 1995. ч. 1.- 400 с., ч. 2. - 368 с.

4. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. / В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А.Носов и др.; Под ред В.Г. Айнштейна. М.: Логос Высшая школа, 2003, кн. 2.- 872 с.

Вопросы к защите лабораторной работы (семинар)

1. Сущность процесса перегонки, коэффициент разделения.

2. Виды перегонки.

3. Установка для простой перегонки, простая перегонка с дефлегмацией.

4. Материальный баланс простой перегонки.

5. Характеристика перегонки под вакуумом, с водяным паром, сублимации.

6. Молекулярная дистилляция, схема промышленной установки.

7. Фазовое равновесие в системах жидкость-пар: основные параметры, правило Гиббса.

8. Смеси с неограниченной взаимной растворимостью, понятие идеального раствора.

9. Диаграммы фазового равновесия для идеальных бинарных систем: изотерма, изобара, гипербола.

10. Понятие - реальные бинарные системы. Диаграмма фазового равновесия для реальной бинарной системы.

11. Характеристика систем с полной нерастворимостью и ограниченной растворимостью компонентов.

12. Азеотропные смеси. Диаграммы у-х для азеотропных смесей с неограниченной растворимостью компонентов.

13. Диаграммы у-х для гетероазеотропных смесей.

14. Характеристика процесса ректификации. Ректификационные колонны: тарельчатые и насадочные.

15. Составные части ректификационной установки.Ректификационная установка периодического действия, принцип работы.

16. Ректификационная установка непрерывного действия, принцип работы.

17. Экстрактивная, азеотропная и солевая ректификации. Материальный баланс ректификации. Тепловой баланс. Флегмовое число, минимальное и действительное.

18. Уравнения рабочих линий для укрепляющей и исчерпывающей части колонны. Расчет диаметра и высоты колонны.

19. Графический способ расчета тарелок.