Тема 3.3 Ректификация

Студент должен:

знать:

• сущность и проведение процесса ректификации;

• материальный и тепловой баланс колонны;

• уравнения, применяемые при определении режима работы колонны;

• методы образования орошения и парового потока;

• виды тарелок и насадок, их сравнительную характеристику;

• уравнение для расчета диаметра колонны, объема паров, допустимой скорости паров, высоты колонны;

• порядок расчета колонны;

• мероприятия по предотвращению загрязнения атмосферы и водоемов, почвы;

• основные требования техники безопасности при эксплуатации ректификационных колонн;

уметь:

• составлять материальный и тепловой балансы колонны для различных частей колонны и по различным сечениям;

• рассчитывать и определять режим работы колонны, используя графический метод Обрядчикова и Смидовича;

• рассчитывать количество острого и циркулярного орошения, парового потока;

• определять основные размеры колонны: диаметр, высоту, расстояние между тарелками;

• определять гидравлическое сопротивление тарелок;

• рассчитывать колонну для разделения бинарной смеси с определением числа тарелок, используя графический метод.

Сущность и проведение процесса ректификации. Материальный баланс колонны, флегмовое число. Построение линий концентраций. Тепловой баланс колонны.

Расчет числа теоретических тарелок. Определение режима работы колонны. Методы образования орошения и парового потока.

Варианты устройства колонны: простые и сложные, насадочные и тарельчатые. Виды ректификационных тарелок, их сравнительная харак­теристика.

Определение основных размеров колонны. Гидравлический расчет тарелок. Порядок расчета ректификационной колонны.

Мероприятия по предотвращению загрязнения атмосферы и водного бассейна отходами нефтегазопереработки, легколетучими компонентами. Основные требования техники безопасности при эксплуатации рек­тификационных колонн.

Практические занятия № 9.

Лабораторная работа № 6.

Методические указания

При изучении данной темы следует уяснить разницу между простой перегонкой и ректификацией. При изучении материального баланса колонны надо хорошо понять, для чего составляется материальный баланс всей колонны и отдельных частей колонны. Необходимо уяснить физический смысл уравнения материального баланса всей концентрационной части колонны, баланса по сечению концентрационной части, а также материального баланса всей отгонной части и баланса по сечению отгонной части, графическое изображение уравнений концентраций для концентрационной и отгонной частей колонны.

Необходимо понять влияние флегмового числа на процесс ректификации. Нужно разобраться в методах определения числа теоретических тарелок, понять связь между числом теоретических тарелок и количеством орошения.

При изучении методов создания орошения и парового потока обратите внимание на уравнение для подсчёта количества тепла, снимаемого орошением и количество тепла, вводимого в нижнюю часть колонны паровым потоком. Надо знать преимущества и недостатки всех видов орошения.

Обратите особое внимание на определение температурного режима колонны, на расчёт ректификационной колонны, т.к. это потребуется при выполнении курсового и дипломного проектов.

Вопросы для самоконтроля

1. Чем отличается простая перегонка от ректификации?

2. Дайте определение процесса ректификации.

3. Перечислите условия ректификации.

4. Объясните работу тарелки.

5. Какова роль орошения в процессе ректификации?

6. Назовите основные части простой колонны?

7. Начертите схему сложной колонны.

8. Какие способы создания орошения и парового потока вы знаете?

9. Напишите уравнение материального баланса для всей колонны.

10. Как изменится положение рабочих линий концентрационной и отгонной частей колонны с изменением количества жидкого и парового орошения?

11. Как определить число теоретических тарелок графоаналитическим методом?

12. Что называется флегмовым числом? Как влияет флегмовое число на число теоретических тарелок в колонне?

13. Как определяется действительное число тарелок?

14. С какой целью составляется тепловой баланс колонны?

15. Как определить температуру верха колонны?

16. Как определить температуру низа колонны?

17. Как влияет давление на процесс ректификации?

18. Как классифицируют колонны?

19. Какие виды тарелок вы знаете?

20. От каких величин зависит диаметр колонны?

21. Как определяется высота колонны?

22. С какой целью производится гидравлический расчёт тарелки?

23. Напишите уравнение для определения потери напора на тарелке. От каких величин зависят потери напора на тарелке?

Литература :[1], с.229-268; [2], с. 210-240.