Лабораторные работы / pakhty

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Физико-технологический институт

 

 

 

 

 

Отчет

По лабораторной работе №2

«ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА ТАРЕЛЬЧАТОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫИ ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ЭТИЛОВОГО СПИРТА»

 

 

 

 

Преподаватель: Хомякова Т.В.

Студент: Темлянцева Е.А. Рыбачек А.А. Телегин Т.Е. Конев А. Д

Екатеринбург

2025 г.

Цель работы: повышение уровня знаний в вопросе устройства и работы ректификационной установки, а также процессов, происходящих при ректификации.

Задачи работы: 1. Изучение процесса ректификации этилового спирта на установке периодического действия. 2. Ознакомление с конструкцией тарельчатой ректификационной колонны. З. Изучение принципов управления ректификационной установкой. 4. Приобретение навыков вывода установки на рабочий режим. 5.Определение числа теоретических тарелок. 6. Составление теплового баланса дефлегматора и определение количества тепла, отводимого при конденсации паров спирта.

Основные сведения

Ректификацией называется тепломассообменный процесс разделения жидких гомогенных смесей путем взаимного обмена компонентами между жидкостью и паром, получаемым за счет испарения разделяемой смеси. Процесс основан на различной летучести компонентов, составляющих смесь, т.е. на различии температур их кипения при одном и том же давлении.

Процесс ректификации осуществляют в колоннах, представляющих собой вертикальные цилиндрические аппараты с контактными устройствами в качестве которых используются тарелки или насадки различных конструкций.

Наибольшее распространение в промышленности получили ректифи- кационные колонны, в которых в качестве контактных устройств используются колпачковые, ситчатые и провальные тарелки [1, 2]. В ректификационной колонне навстречу друг другу проходят неравновесные по составу пото- ки пара и жидкости. Пар в колонне идет снизу - вверх, а жидкость стекает сверху вниз. В результате контактного взаимодействия пар обогащается более летучим (низкокипящим) компонентом, а жидкость — менее летучим (вы- сококипящим). Развитая поверхность контакта фаз на тарелках образуется пузырьками и струями пара при многократном его прохождении (барботаже) через слои жидкости Ректификационные колонны широко применяются в нефтяной, нефтихимической, газовой и пищевой промышленностях.

Известно, что этиловый спирт хорошо растворяется в воде, образуя бинарную водно-спиртовую смесь с различным содержанием спирта. Температура кипения 100% этилового спирта (tnw-78,3°C при давлении 760 рт. ст.) значительно отличается от свойств дистиллированной воды и это различие используется при разделении компонентов различных спиртосодержащих материалов для получения спирта высокой концентрации. Различают молярную, массовую и объемную концентрации спирта.

Обработка экспериментальных данных.

Таблица 1.

Наименование	Обозначение	Значение	Единица измерения
Объём исходной смеси	V	11,25	дм³
Количество исходной смеси	F	11,15	кг
Концентрация кубового остатка	xW	3,5	%об.
		2,8	%мас.
Концентрация исходной смеси	xF	5,0	%об.
		3,98	%мас.
Концентрация дистиллята	xD	92,0	%об.
		88,3	%мас.
Минимальное флегмовое число	Rmin	1,96	-
Теоретическое флегмовое число	R	2,84	-
Количество фактических тарелок	nф	10	шт.
Количество теоретических тарелок	nт	7	шт.

=

Вывод: в результате выполнения работы были подробно изучены процессы ректификации этилового спирта на установке периодического действия, а также конструкция и принципы управления тарельчатой ректификационной колонной. Были освоены навыки запуска установки до рабочего режима, определено число теоретических тарелок, а также составлен тепловой баланс дефлегматора с расчетом количества отводимого тепла при конденсации паров спирта. Это позволило значительно повысить уровень знаний о работе ректификационной установки и процессах, протекающих при ректификации.