101. Ректификация. Х-ка обычной, экстрактивной и азеотропной ректификации.

Ректификация — широко распространенный способ наибо­лее полного разделения смесей летучих жидкостей, частично или целиком растворимых друг в друге. Ректификация представляет собой перегонку, которая сопровождается взаимодействием поднимающихся паров со сте­кающей им навстречу жидкостью (флегмой), полученной при частичной конденсации паров.

Процесс ректификации осуществляется в противоточных аппара­тах-колоннах: пары перегоняемой жидкости протекают снизу вверх, а навстречу парам сверху вниз протекает жидкость, подаваемая в верх­ний элемент колонны. Между жидкой и паровой фазами возникает массообмен, вследствие которого пары по мере их продвижения по колонне обогащаются легколетучим компонентом, а жидкость—менее ле­тучим компонентом. В конечном итоге пар, выходящий из верхней части колонны, представляет собой более или менее чистый легколетучий ком­понент, конденсация которого дает готовый продукт—дистиллят, а из нижней части колонны вытекает сравнительно чистый менее летучий компонент, так называемый кубовый остаток, который, так же как и дистиллят, может быть конечным продуктом перегонки.

Жидкость, поступающую на орошение колонны, называют флегмой; ее получают путем конденсации паров, поднимающихся из верхней части колонны, в специальных конденсаторах—дефлегматорах. Для образования паров нижний элемент колонны снабжают греющими приспособлениями в виде змеевиков или трубчаток, в которые и подводят необхо­димое количество тепла, в большинстве случаев с грею­щим водяным паром.

Э кстрактивная и азеотропная дистилляция основаны на добавлении к смеси некоторого нового вещества, так называемого растворителя, для увеличения различия в летучести наиболее трудно разделяемых компонентов.

Экстрактивную и азеотропную дистилляцию применяют главным образом для разделения смесей, компоненты которых имеют очень близ­кие температуры кипения и с трудом разделяются обычной ректифика­цией. Эти методы дистилляции могут быть эффективно использованы в том случае, когда подлежащие разделению компоненты отличаются по структуре и при добавлении третьего компонента различно изменяют свою летучесть.

102.Схема непрерывной ректификационной установки. Принцип действия.

Ректификация – массообменный процесс, который осуществляется в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (насадки, тарелки). В процессе ректификации происходит непрерывный обмен между жидкой и паровой фазой. Жидкая фаза обогащается более высоко кипящим компонентом, а паровая фаза – более низкокипящим. Процесс массообмена происходит по всей высоте колонны между стекающей вниз флегмой и поднимающимся вверх паром.

Для непрерывного проведения процесса ректификации необходимо, чтобы поступающая на разделение смесь соприкасалась со встречным потоком пара с несколько большей концентрацией высококипящего компонента, чем в жидкой смеси. Поэтому исходную смесь подают в то место ректификационной колонны 3, которое соответствует этому условию. Место ввода исходной смеси называют тарелкой питания, или питательной тарелкой. Положение тарелки питания специально рассчитывается. Тарелка питания делит колонну на две части: верхнюю - укрепляющую и нижнюю – исчерпывающую. В укрепляющей части колонны происходит обогащение поднимающихся паров низкокипящим компонентом, а в исчерпывающей части – удаление этого компонента. Поток пара, поднимающегося по колонне, поддерживается испарением части кубовой жидкости в кипятильнике 4, а поток жидкости, текущей по колонне сверху вниз – возвратом части флегмы, образующей при конденсации выходящих из

колонны паров в дефлегматоре 5. Отметим, что отношение количества киломолей флегмы Ф, приходящейся на 1 кмоль обтекаемого дистиллята D, называют флегмовым числом.

К достоинствам непрерывной ректификации относятся: высокая производительность, однородность получаемого продукта, лёгкость автоматизации, возможность рекуперации теплоты.

Схема ректификационной установки

1 – ёмкость для исходной смеси; 2 – подогреватель; 3 – колонна; 4 – кипятильник; 5 – дефлегматор; 6 – делитель флегмы; 7 – холодильник; 8 – сборник дистиллята; 9 – сборник кубового остатка

Вывод:при конденсации 1 кмоля высококипящего компонента выделяется достаточно тепла на испарение 1 кмоля низкокипящего компонента.

2)В состав пара на входе в дефлегматор равен составу дистиллята =

3)В состав пара поднимающегося из кипятильника равен составу жидкости стекающей с 1-й тарелки куба испарителя = .