- •Ректификация
- •Равновесие в системах пар – жидкость
- •Смеси с неограниченной взаимной растворимостью (бинарные системы)
- •Фазовая диаграмма р-х
- •Д с максимумом давления с минимумом давления иаграммы
- •Перегонка
- •2. Выносной конденсатор-холодильник
- •3.Циркуляционное неиспаряющееся орошение
- •Материальный баланс процесса ректификации
- •Способы подвода тепла в низ колонны
- •Циркулирующая горячая струя
- •1. Парциальный конденсатор
- •Уравнения рабочих линий
- •Построение рабочих линий на y-X диаграмме
- •Минимальное и рабочее флегмовое число
- •Тепловой баланс процесса ректификации
- •Тепловой баланс дефлегматора
- •Ректификация многокомпонентных смесей
- •Экстрактивная и азеотропная ректификации
- •Принципиальная технологическая схема экстрактивной ректификации
- •Схемы непрерывно действующих ректификационных установок
- •Ректификация в аппарате, производящем только обогащение
- •Ректификация в аппарате, производящем только исчерпывание
Д с максимумом давления с минимумом давления иаграммы
T = const
M
P
PA
PB
0
1
PA
PB
1
M
0
Х
X
P = const
t
B
t
B
0
1
t
A
t
A
0
1
x, y x, y
y
0
1
1
y
M
1
Бензол – этил.спирт (азеотроп в
дистилляте)
0
1
x
x
M
М – азеотропная точка
Ректификация возможна для смесей: Ректификация возможна для смесей:
от х = 0 до х = М от х = М до х = 1
Состав азеотропных смесей зависит от температуры (давления): эта зависимость характеризуется вторым законом Вревского:
При повышении температуры азеотропной смеси, обладающей максимумом давления пара, в смеси увеличивается относительное содержание того компонента, парциальная мольная теплота испарения которого больше, а для смеси с минимумом давления пара – содержание компонента, парциальная мольная теплота испарения которого меньше.
Этот закон указывает на принципиальную возможность разделения азеотропных смесей путем изменения давления при перегонке. Кроме того, разделение возможно также с помощью специальных видов ректификации, которые будут рассмотрены нами позже.
Перегонка
Простая перегонка
Простая перегонка (или фракционная) производится периодически, путем постепенного испарения жидкости, находящейся в перегонном кубе. Образовавшиеся пары отводятся и конденсируются, при этом получается несколько фракций дистиллята.
Простая перегонка может производиться при атмосферном давлении и под вакуумом. При этом неконденсирующиеся газы отсасываются из приёмников вакуум-насосом. Под вакуумом разгоняют чувствительные к повышенной температуре смеси, одновременно используя пар более низких параметров.
Простая перегонка с дефлегмацией
Пары, уходящие из куба, частично конденсируются в дефлегматоре, причем преимущественно конденсируются ВКК. Пары, обогащенные НКК, конденсируются в дефлегматоре.
Перегонка в токе водяного пара
Применяется с целью извлечения компонентов из смесей при небольшой летучести и при условии нерастворимости их в воде.
При
перегонке высококипящих веществ,
нерастворимых в воде, с водяным паром
температура кипения смеси будет ниже
температуры кипения воды при данном
давлении ( при Р=1 атм.,
<
100°C)
Исходная смесь загружается в куб и нагревается до температуры перегонки «глухим» паром.
Далее через барботёр подают острый пар. Смесь водяных паров и углеводородных паров конденсируется в холодильнике и поступают в сепаратор.
Периодически действующая ректификационная установка
Применяются в установках небольшой производительности. Исходную смесь загружают в куб (бинарную или многокомпонентную). Имеется флегма и дистиллят -> в различные сборники.
Ректификацию проводят до достижения определенного состава кубового остатка.
Непрерывно действующие установки
С помощью кипятильника создается восходящий поток пара. Внизу, в кубе, пар представляет собой практически чистый ВКК, по мере движения вверх он обогащается НКК. Жидкость вверху представляет собой практически чистый НКК, по мере движения вниз она обогащается ВКК. С помощью дефлегматора в колонне создается нисходящий поток жидкости.
Флегма – по составу почти чистый НКК, соответствует составу дистиллята.
Исходная смесь подается на питающую (эвапорационную) тарелку, как правило, в подогретом до температуры кипения состоянии.
Питающая тарелка условно делит колонну на 2 части:
верхнюю – укрепляющую (концентрационную);
нижнюю – исчерпывающую (отпарную).
Поскольку в этом месте соотношение материальных потоков резко изменяется, материальный баланс рассчитывается отдельно для верхней и нижней частей.
