Принципиальная технологическая схема экстрактивной ректификации

(на примере разделения бензола и циклогексана, разделяющий агент – фенол)

Фенол хорошо растворяет циклогексан и превращает его в ВКК.

Процесс проводится в двух колоннах: ректификационной и отгонной.

При азеотропной ректификации применяют растворители, образующие с одним из компонентов азеотропную смесь с минимальной температурой кипения.

Например, для получения безводного (абсолютного) этилового спирта из азеотропной смеси с водой применяют бензол, образующий с водой азеотропную смесь с более низкой температурой кипения (63°С).

В результате этого вода с бензолом переходят в дистиллят (т.е. растворитель-бензол удаляется с дистиллятом, а в остатке получается безводный спирт). Бензол отделяется от воды отстаиванием. Если же растворитель и отогнанный компонент взаиморастворимы, то полученный дистиллят подвергают разделению в отдельной колонне, в которой в кубовом остатке получают компонент, а в дистилляте-азеотропную смесь этого компонента с растворителем, которую возвращают в первую колонну.

Основным преимуществом экстрактивной ректификации перед азеотропной является меньший расход тепла, т.к. при экстрактивной ректификации не требуется испарять растворитель.

Можно также применять большое число растворителей.

Схемы непрерывно действующих ректификационных установок

Возможности рационального использования тепла:

1. Тепло кубового остатка используется для подогрева исходной смеси.

2. Конденсат греющего пара используется для подогрева исходной смеси

3. Перед теплообменником исходная смесь проходит дефлегматор, где нагревается, охлаждая и конденсируя дистиллят.

Ректификация в аппарате, производящем только обогащение

Исходная смесь в парообразном состоянии с составом поступает в нижнюю часть колонны. В аппарате пары направляются вверх и взаимодействуют с жидкостью, образующейся в результате дефлегмации.

Концентрация остатка может быть любая – от (при равновесии) до (на диагонали).

Дистиллят имеет концентрацию, большую, чем →такую, какую позволяет иметь степень разделения.

Такие процессы распространены в нефтеперерабатывающей промышленности.

Р

W

Е

Y

X

X_f

Y _f

X_w

X_o

X_p

Материальный баланс

F=W+P (1)

По НКК: F = W + P ; заменяя P=F-W получаем:

F( (2)

W=F

Из уравнений (1) и (2) можно найти P и W по выбранным концентрациям .

Ректификация в аппарате, производящем только исчерпывание

Исходная смесь состава в жидком состоянии поступает в верхнюю часть ректификационной колонны. В аппарате жидкость стекает вниз и взаимодействует с парами, образующимися в результате частичного испарения её в кипятильнике.

Соответственно составу исходной жидкости смеси дистиллят может иметь концентрацию летучего компонента в пределах , а остаток может иметь любую концентрацию, меньшую

W

F

P

Y

X

X_f

X_w

Y_D

Y_P

Y_f

пар

конд

Материальный баланс

F=W+P

По легколетучему компоненту:

F = F + W ; заменяя W=F- P

F(

Можно вычислить P и W по выбранным концентрациям .

Эти колонны применяются в криогенной технике для разделения воздуха.

Одноколонный аппарат:

Куб обогревается сжатым воздухом, а исходная смесь подается на верх колонны. Продукты: чистый кислород, а также азот с примесью (7-10%).

При такой организации разделения воздуха большие потери кислорода ( его уходит с азотом).

Двухколонный аппарат:

Аппарат двойной ректификации состоит из двух колонн, орошаемых азотной флегмой.

Температура кипения (конденсации) при различных давлениях → в табл.

	2 атм	2,3 атм	6 атм
	-195,8	-193,5	-177
	-183,0	-180,6	-163

Воздух поступает в змеевик. Смесь в кубе имеет температуру -173° и кипит. Воздух охлаждается и частично конденсируется, далее оросселируется и подается в нижнюю колонну. В парах содержится 95% , в кубе 35-45% .