Ректификация

Ректификация–разделение жидких однородных смесей на составляющие вещества или группы составляющих веществ в результате противоточного взаимодействия паровой смеси и жидкой смеси.

Этот процесс имеет большое значение в химической технике. В качестве примеров достаточно указать на разделение природных углеводородов нефти и синтетических углеводородов с целью получения моторного топлива, на выделение индивидуальных газов из их смесей путём предварительного ожижения и последующей ректификации жидкой смеси.

Возможность разделения жидкой смеси на составляющие её компоненты ректификацией обусловлена тем, что состав пара, образующегося над жидкой смесью, отличается от состава жидкой смеси в условиях равновесного состояния пара и жидкости. Известные равновесные данные для конкретной смеси позволяют проанализировать возможность разделения этой смеси, найти предельные концентрации разделения и рассчитать движущую силу процесса.

4. Фазовое равновесие в системе жидкость - пар.

5. Принцип ректификации.

Сущность процесса ректификации можно охарактеризовать как разделение жидкой смеси на дистиллят и остатокв результате двухступенчатого взаимодействия жидкости с парами.

Материальный баланс разделения:

Для всей смеси:

Для легколетучего компонента в смеси:

Флегмовое число– отношение количества возвращённого в колонну дистиллята (флегмы) к количеству отобранного дистиллята в виде продукта.

,

где - исходная смесь,- итоговая смесь.

Разделение смеси при ректификации возможно в результате взаимодействия потоков паров и жидкостей в ректификационном аппарате при кратности испарения и кратности конденсации.

или

Материальный баланс ректификациипо летучему компоненту:

С уменьшением флегмового числа и, следовательно, затрат тепла на провеение процесса уменьшается движущая сила, и наоборот.

8. Тепловой баланс процесса ректификации.

,

где - тепло, поступающее в кипятильник ректификационного аппарата с греющим паром, вккал/ч;- тепло, теряемое в окружающую среду, вккал/ч;- теплоёмкости соответственно исходной смеси, дистиллята и остатка вккал/(кг·град);- температура исходной смеси, дистиллята и остатка в°С;- теплота испарения дистиллята вккал/кг.

Если нагревание в кипятильнике производится водяным паром расход его на проведение процесса составит:

,

где - энтальпия водяного пара вккал/кг,- температура конденсата в°С.

Расход тепла на ректификацию резко уменьшается с ростом концентрации исходного вещества в разделяемой смеси.

Раздел 3

Экстракция

Экстракция– извлечение одного или нескольких растворённых веществ из одной жидкой фазы другой, практически не смешивающейся с первой.

Процесс широко используется для извлечения ценных продуктов из разбавленных растворов, а также для получения концентрированных растворов. Но главное, экстракцию следует рассматривать, наряду с ректификацией, как один из основных способов разделения жидких однородных смесей.