- •Ректификация. Гельперин н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии.
- •Молекулярная дистилляция
- •Ректификация бинарных смесей Сущность и принципы ректификации
- •Непрерывная ректификация смесей компонентов с неограниченной взаимной растворимостью
- •Экстрактивная ректификация
- •Азеотропная ректификация Ректификация гомоазеотропных смесей
- •Ректификация гетероазеотропных смесей
- •Ректификация многокомпонентных смесей Принципиальные схемы ректификации смесей
- •Основные размеры и гидравлическое сопротивление ректификационных аппаратов Тарельчатые колонны
- •Пути экономии энергии в ректификационных установках
Ректификация. Гельперин н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии.
Различают три метода простой дистилляции: 1) однократный, 2) многократный и 3) постепенный. Метод о д н о к р а т н о й простой дистилляции, протекающий обычно в непрерывном режиме, осуществляется на установке (рис. 11-1), состоящей из нагревательной камеры, сепарационного сосуда и конденсатора. Потоку исходной смеси сообщается в нагревательной камере (обогрев паром или горячими газами) определенное количество тепла, за счет которого часть этой смеси испаряется. Образовавшаяся парожидкостная смесь поступает через конденсатор в сборник дистиллята, а неиспарившаяся жидкость – в сборник кубового остатка.
Метод м н о г о к р а т н о й простой дистилляции представляет собой сочетание двух или большего числа последовательных актов однократной дистилляции.
Метод п о с т е п е н н о й простой дистилляции состоит в непрерывном испарении жидкой смеси и удалении паров в момент их образования. Процесс можно осуществлять как в периодическом, так и в непрерывном режимах с применением тех же аппаратов, что и для выпаривания растворов твердых веществ (рис.11-1, б). В данном случае эти аппараты называются д и с т и л л я ц и о н н ы м и к у б а м и. При периодическом режиме можно получить несколько дистиллятов с различными концентрациями низкокипящих компонентов. Дистилляционные кубы непрерывного действия работают с непрерывным питанием исходной жидкой смесью и непрерывным отводом образующихся парови кубового остатка; при этом получается лишь дистиллят одного среднего состава.
а б
Рис. 11-1. Схемы аппаратов для простой дистилляции жидких смесей:
а – аппарат для непрерывной однократной дистилляции: 1- нагревательная камера; 2 – сепарационный сосуд; 3 – конденсатор; 4 – выход дистиллята; 5 – выход кубового остатка; б – аппараты для постепенной дистилляции: 1 – с нагревательными змеевиками и рубашкой; 2 – с горизонтальной нагревательной трубчатой камерой; 3 – с горизонтальной U-образной нагревательной камерой; 4 – с внутренней вертикальной трубчатой камерой и центральной циркуляционной трубой; 5, 6 – соответственно с вертикальной и горизонтальной выносными трубчатыми нагревательными камерами.
Молекулярная дистилляция
При молекулярной дистилляции дистиллируемая жидкая смесь стекает тонкой пленкой по наружной поверхности обогреваемого цилиндра, параллельно которому располагается охлаждаемая (конденсирующая) поверхность (рис. 11-4). Расстояние между этими поверхностями меньше длины свободного пробега молекул (обычно 20—30 мм), поэтому они движутся с минимальным числом столкновений в одном направлении — от поверхности испаряющейся жидкости к охлаждаемой (конденсирующей) поверхности. Образующийся на последней конденсат отводится в качестве дистиллята, а неиспарившаяся часть жидкости стекает с нагреваемой поверхности, представляя собой кубовый остаток. Для полной конденсации паров на охлаждаемой поверхности поддерживается значительно более низкая температура (на 40 °С и ниже), чем на поверхности испарения.
Рис. 11-4. Схема аппарата для молекулярной дистилляции:
1 – поверхность испарения (внутри циркулирует теплоноситель или размещен электронагреватель); 2 – поверхность охлаждения; 3 – охлаждающая рубашка; 4 – вход исходной смеси; 5, 6 – вход и выход хладоагента; 7 – выход кубового остатка; 8 – выход дистиллята; 9 – штуцер к вакуум-насосу.