31. Изобразите схемы и опишите действие установок для непрерывной ректификации многокомпонентных смесей.

Рисунок 8.1 – Варианты (а, б) смех ректификации многокомпонентных смесей

При непрерывной ректификации многокомпонентных смесей в установке должна быть не одна колонна, а больше, так как в одной колонне можно разделить смесь только на два продукта. В общем случае число колонн равно числу компонентов разделяемой смеси за вычетом единицы, то есть .

Поясним это на примере разделения трехкомпонентной смеси (рис. 8.1). Для этого случая разделения возможны два варианта организации процесса.

1. Два наиболее летучих компонента переходят в дистиллят, высококипящий компонент остается в кубовом остатке, а смесь поступает в другую колонну.

2. В кубовом остатке остается смесь компонентов которые направляются в другую колонну на разделение.

Таким образом, все последующие колонны при многокомпонентной ректификации также должны состоять из двух частей – укрепляющей и исчерпывающей.

Следует отметить, что вариант а и аналогичные ему возможны не всегда (в отличие от варианта б), поскольку ограничены соотношением относительных летучестей компонентов и их содержанием в исходной смеси. Например, отделение смеси от (вариант а) на рис. 8.1 возможно при условии

где – средняя суммарная относительная летучесть остальных компонентов). Таким образом, отделение в паровой фазе -го компонента возможно только тогда, когда его относительная летучесть , больше средней относительной летучести всех компонентов:

С увеличением числа компонентов исходной смеси возможное число вариантов взаимного соединения колонн быстро возрастает.

32. Изобразите схему устройства и опишите действие экстрактора с ситчатыми тарелками. Сопоставьте этот аппарат с экстракторами других типов.

Рисунок 9.1 – Тарельчатый экстрактор:

1 – корпус; 2 – ситчатые тарелки; 3 – перетоки тяжёлой фазы между тарелками; 4 – граница раздела расслаивающихся фаз

Из тарельчатых экстракторов наибольшее применение нашли экстракторы с ситчатыми тарелками.

Одна из жидких фаз многократно дипергируется и коалесцирует (сливается, объединяется, проходя через большое число отверстий в тарелке, скорость экстракции при этом возрастает. После взаимодействия со сплошной фазой капли коалесцируют и образуют слой фазы возле тарелки. Если диспергируется лёгкая фаза, то её слой образуется под тарелкой, если тяжёлая фаза – над тарелкой. Эти слои называют подпорными, они обеспечивают секционирование колонны по высоте и предотвращают движение сплошной фазы через отверстия тарелок. Сплошная фаза перетекает с тарелки на тарелку через переливные устройства. Также эти слои создают гидростатический напор, необходимый для преодоления сопротивления тарелок и диспергирования жидкости.

Обычный тарельчатый экстрактор относят к гравитационным аппаратам.

Достоинства	Недостатки
Простота устройства, дешевизна конструкции и обслуживания Достаточно высокая производительность Менее подвержены захлёбыванию, чем насадочные Вследствие секционирования колонны тарелками продольное перемешивание в таких аппаратах незначительно, что повышает движущую силу	Низкая движущая сила