вода-уксусная кислота курсач / раздел 1

9

1 Обоснование и описание технологической схемы

Принципиальная технологическая схема ректификационной установки включает в себя насос подачи исходной смеси, теплообменники: подогреватель исходной смеси, дефлегматор, холодильник кубового остатка, холодильник дистиллята, ректификационную колонну и дополнительные емкости.

Для разделения смеси вода−уксусная кислота на две части применяется схема принципиальной ректификационной установки непрерывного действия, изображенная на рисунке 1. Данная схема обеспечивает высокую производительность по исходной смеси и постоянство состава дистиллята и кубового остатка во времени.

Исходная смесь c начальной температурой = 35°C из промежуточной емкости 1 центробежным насосом 2 подается в подогреватель 3, где она подогревается до температуры кипения = 102,3°C греющим паром. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную колонну 5 на тарелку питания, где состав жидкости примерно равен составу исходной смеси = 0,671 кмоль/кмоль.

Стекая вниз по колонне, жидкость с температурой °C взаимодействует с поднимающимся вверх паром, имеющим среднюю температуру в исчерпывающей части колонны = 107,7°C и в укрепляющей = 101,3°C, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике 4. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка = 0,0175 кмоль/кмоль, т.е. обеднен легколетучим компонентом. В результате массообмена с жидкостью пар обогащается легколетучим компонентом. Средняя температура жидкости в укрепляющей части колонны = 101 °C, а в исчерпывающей = 105,36°C.

Пар, выходящий из колонны, направляется в дефлегматор 6, где конденсируется и поступает в распределитель 12, где разделяется на два потока – дистиллят и флегму с температурой = 100,03°C. Флегмой (жидкостью) ^{состава} = 0,984 кмоль/кмоль, в соответствии с заданным флегмовым числом R = 2,82, орошают верхнюю часть колонны для более полного обогащения.

Дистиллят, также полученный в дефлегматоре, поступает из распределителя 12 в холодильник 7 и направляется в емкость для сбора дистиллята 8.

Из кубовой части колонны непрерывно выводится кубовая жидкость с температурой = 110,8°C – продукт, обогащенный труднолетучим компонентом, который охлаждается в холодильнике 10 и направляется в емкость для сбора куба 11.

1 — емкость для исходной смеси: 2, 9 — насосы; 3 — теплообменник-подогреватель: 4 — кипятильник; 5 — ректификационная колонна; 6 —дефлегматор; 7 — холодильник дистиллята; 8 — емкость для сбора дистиллята; 10 — холодильник кубовой жидкости; 11 — емкость для кубовой жидкости; 12 - распределитель

Рисунок 1 – Принципиальная схема ректификационной установки