перегонка

Перегонные установки.

Физические основы перегонки.

Подразделяют на дистилляционные установки и ректификационные установки.

Основа процесса в том, что происходит разделение жидкости или (р-ра) на определенные компоненты. Сущность процесса, в том, что отдельные компоненты, входящие в смесь кипят при разной t-ре. А так как они имеют разную температуру кипения, то в парах, образующихся в процессе кипения смеси будет также смесь этих компонентов, но с концентрацией отличной от жидкостной.

Компоненты, имеющие более низкую t-ру кипения также называют низкокипящими компонентами (НКК) или легкокипящих компонент?

Компоненты у которых t-ра кипения выше температуры кипения смеси называют высококипящим компонентом(ВКК).

Под перегонкой или дистиляцией понимается процесс кипени жидкой смеси с последующей конденсацией получившихся паров.

Под ректификацией понимаетсямногократный процесс испарения и конденсации в результате протиоточного движения газов и жидкоси.

При ректификации возможо получить полное разделение смеси на на отдельные компоненты. Приперегонке это невозможно.

При ректификации возможно получить полное разделение смеси на отдельные компоненты. При перегонке это невозможно.

Все смеси , которые подвергаются разделению можно подразделить на 2 группы.

А) смеси со взаимно-растворимыми компонентами.

Б) смеси со -нерастворимыми компонентами.

Смеси взаимно состоящие из взаимно-растворимых компонентов называются рассолами.

Смеси состоящие из взаимно-нерастворимых не являются растворами.

Смеси со взаимно-растворимыми компонентами называются идеальными расстворами. Ими также называют растворы, подчиняющиеся закону Рауля.

При расчете перегонных установок встречается два понятия концентрации

А) массовая т.е. отнесенная к массе раствора-а

а-колличество компонента А относящееся к массе смеси.

A-концетрация легколетучего компонента?

Весь расчетведется по компоненту А.

Б) молекулярная или мольная концетрация

Для растворов и смесей определение физических свойств растворов и смесей осуществляеться по закону смешения.

+)

Закон Рауля: Парциальное давление газа находится в равновесии со смесью будет равно упругости газов данного компонента, находящегося при t-ре смеси, умноженную на мольную долю данного компонента.

Парциальное давление компонента А.

x Концентрация компонента в жикости.

Существует закон Дальтона:

Концентрация компонента в жидкой фазе определяется

Для смеси характерно понятие число степеней свободы.

Выражение Коновалова.

K- число компонентов входящих в эту смесь.

f- число фаз которые могут существовать.

S=2.

Смесь характерезуется: x,P,t

По закону Дальтона для смеси вытекает, что парциальное давлениепара отдельного компонента будет равно общему давлению, умноженному на молярную долю данного компонента в паровой фазе.

– закон Дальтона.

Изменение парциального давления от концентрации линейная.

Лекция № 22

Для расчета перегонных установок применяються диаграммы фазового равновесия характерезуються зависимостью между концентрацией газовой и паровой фазы. И диаграмма характеризующая температуру кипения смеси и концентрацию компонента в паровой и жидкой фазах.

, упругость паров над поверхностью чистого компонента.

/// температур в процессе кипения чистого компонента А и чистого компонента В; . Разбиваем этот интервал на произвольное число. По … определяться упругости паров данных компонентов.

Все соотношения величин упругости газов определяться концентрацией.

Кривая изменения фазовых компонентов в зависимости от закона Рауля.

- температура кипения высококипящего компонента.

I – область жидкого состояния смеси.

II – область влажного пара.

III – область (состояния смеси) в виде перегретого пара.

…., когда осуществляют …от другой ….

Процесс кипения? Изображается ( ) 1-1^I

^{Если смесь будет … образуеться смесь ….}

1^I -1^II процесс конденсации пара(только лишь при полной …

Но … смеси … . Это …. . Для них характерно: 1) изменяеться P_A и P_O …

Тогда лежащая правее т.А имеет более низку концентрацию.

Как только дошли до т.А то концентрация легко-кипящего компонента равна концентрации жидкости. К азиотропным смесям относятся смеси этилового спирта и воды и т.д.

В … можно сдвинуть т.А влево или впарво за счет изменения общего давления. Но это очень дорого.

Левее т.А, то в остатке можно получить чистый компонент В. Смесь с Х в результате кипения образуетьсяпар легко-кипящего компонента и мольной концентрации, ….

По мере кипения концентрация уменьшаеться.Получаем левее только высоко-кипящий компонент.

Простая дистиляция.

1. Подогреватель смеси

2. Куб дисцилятор

3. Концентратор

4. Куб дисцилятор II ступени

5. Дефлегматор

6. Сепаратор

7. Концентратор холодильник

8. Бак сбора???

Т.1 смесь перед подогревателем

1-2 процесс подогрева исходной смеси в подогреватели 1.

2-2^I процес кипения в кубе дисциляторе 2ой ступени.

2^I-3 процесс конденсаци в конденсаторе 3.

3-3^I процесс подогрева смеси в кубе дисциляторе II ступени.

Дефлегматор- аппарат где происходит частичная конденсация паров. При ней происходи увеличение концентрации паров легко-кипящего компонента.

3^I-e процесс в дефлегматоре.

Точка е характерезуетьсяжидкостью т.4 и пара т. 4^I

4-е кол-во газа(сущ. На т.4^I), который создаеться в этй смеси.

e-4^I кол-во жидкости в смеси пармаетров т.4^I.

е-4-4^I процесс разделения влажного пара в сепараторе.

4^I-5 процесс в конденсаторе-холодильнике.

Концентрация т.5>т.5^I. Если такой процесс дефлегмации осуществить в самом аппартае то мы можем получить более высокую концетрацию легкокипящего-компонента на выходе из куба дисцилятора. Однако в … осуществить процесс дефлегмации невозможно. Оычно процесс дисциляции являеться….

Это приводит к тому, что т. 2 и ….. концентрация … Концентрация……

Ректификация.

1 – насос исходной смеси; 2 – подогреватели исходной смеси; 3 – ректификационная колонна; 4 – испаритель колонны; 5 – дефлегматор-конденсатор; 6 – сепаратор; 7 – холодильник готового продукта; 8 – насос охлаждающей воды.

Ректификационная установка состоит

II ректификационная колонна в нижней части которой размещен куб колонны к которому …

III дефлегматор(как конденсатор) происходит полная очень часто конденсация часто.

IV конденсатор холодильник (охлождение дистилята)

V бак готовой продукции, куда сливается дисцелят

VI гидравлический затвор, для того чтобы пар из колонны не поступал в дефлегматор. Для .... флегму в колонну. Под флегмой понимаетсяжидкость подающаяся из дефлегматорав колонну для обогащения смеси.

VII сепаратор дляразделения смеси дефлегматора.

Принцип работы ректификационной установки.

В кубе колонны происходи кипение смеси имеющей концентрацию т. 1. В результате кипения смеси

Образуються газы с концентрацией 1^I. Эти газы приходят под 1ую тарелку и в результате происходящего на тарелки тепло и массо обмена они конденсируються.

1^l-2 процесс полной конденсации

Так как в процессе конденсации выделяется r, то это тепло идет на образование нового пара но с более высокой концентрацией.

2-2^l процесс кипения жидкости на тарелки в результате выделяется теплота.

Процесс идет до точки 4^l. Этот пар в дефлегматор, где происходит частичная конденсация до т.2 так бы происходило если бы пар не взаимодействовал со стекающей флегмой .

1^l-1^ll процесс взаимодействия пара с жидкостью.

Процесс конденсации заканчивается в с?????На тарелке одновременно происходит и конденсация и образование пара.

На 2ой тарелке пар и жидкость с более высокой концентрацией. Часть готовой флегмы поступает назад, за счет этого происходит дополнительное и непрерывное обогощение. ……

Под рефтификацией понимается процесс тепло и массообмена при

Лекция №23

На тарелки происходит процесс 1^l-1^ll.

Со 2ой тарелки уходит пар параметрами 2^l он выделяется с флегмой со следущими параметрами . Происходит разделения в-ва и пара с параметрами 3^l и жидкостью с параметрами 1^ll. За счет установки дефлегматора увеличивается концентрация до x5. Жидкость легкокипящего компонента(флегма), а повышает концентрацию легкокипящего компонента. Компоненты входящие в р-р имеют различную температурукипения.

В при этой концентрации легкокипящего компонента выше, чем в исходной смеси.

Классификация ректификационных установок.

По 2ум признакам:

1. По принципу работы

А) периодического действия

Б) непрерывного действия

А) применяет при разделение небольших смеси . В остальных случаях Б)

2) По виду поверхности тепло и массообмена

А) ректификационные установки с насадочными колпачками

Б) барабанного типа (состоит из с тарелками (колпачковые, ситчатые, клапанные )

Колпачковые тарелки.

В жидкости происходит процесс барбатажа, т.е частичная конденсация. Тарелки устанавливают для увеличения поверхности тепло и массо-обмена (пара с жидкостью)

Ситчатые.

Бывают провальные и безпровальные. Для провальных характерно отсутствие сливного устройства, т.е жидкость проходит через сито. Расположение отверстий по сторонам

Клапанные тарелки.

Основное требование к установки ректификацикационных колон это, чтобы были 1)max поверхность тепло и массо-обмена 2) простота устройства