8

Ректификация - массообменный процесс, который осуществляется в большинстве случаев в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (в данном задании - это колпачковые тарелки), аналогичными используемым в процессах абсорбции.

Принципиальная схема ректификационной установки представлена на рисунке 1. Исходная смесь из промежуточной емкости 1 центробежным насосом 2 подается в теплообменник 3, где подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную колонну 5 на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси .

Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике 4. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка , т.е. обеднен легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом (флегмой) состава , которая получается в дефлегматоре 6 путем конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дистиллята, который охлаждается в теплообменнике 7, и направляется в промежуточную емкость 8.

Из кубовой части колонны насосом 9 непрерывно выводится кубовая жидкость - продукт, обогащенный труднолетучим компонентом, который охлаждается в теплообменнике 10 и направляется в емкость 11.

Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный неравновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят с высоким содержанием низкокипящего компонента и кубовый остаток, обогащенный высококипящим компонентом.

Основные физико-химические свойства перерабатываемых веществ:

1. Равновесные данные [3]

(см. рис.2)

	1,8	4,9	8,1	10,9	14,6	20,0	30,9	41,9	51,6
	11,8	28,2	40,6	49,1	57,7	66,6	76,9	83,5	87,2
	127,56	121,06	115,66	111,53	106,62	101,04	92,70	86,84	82,66
	59,1	59,3	59,4	64,4	73,3	79,0	79,3	84,7
	89,6	89,6	89,6	91,2	93,4	95,0	95,0	96,5
	80,19	80,13	80,17	78,31	75,70	74,17	74,14	72,72

2. Плотность жидких компонентов и исходной смеси в интервале температур от температуры окружающей среды до температуры кипения. Плотность паровой фазы (используя уравнения состояния идеального газа)

Плотность жидкого н-гексана: (с.263) [4]

0	667,2		60	621,8		120	588,8
10	668,4		70	612,2		130	546,7
20	659,4		80	602,2		140	534,3
30	650,2		90	591,8		150	520,7
40	640,9		100	581,4		160	506,3
50	631,5		110	570,3		170	491,3

Плотность жидкого хлорбензола: (c.405) [4]

0	1128		60	1064		120	1000
10	1117		70	1053		130	984
20	1106		80	1042		140	972
30	1096		90	1031		150	960
40	1085		100	1019		160	948
50	1074		110	1008		170	935

Плотность паровой фазы рассчитывается с использованием уравнение состояния идеального газа (с.128) [1]:

где - молярная масса смеси (мольные доли гексана и хлорбензола, молярные массы); температура, при которой рассчитывается плотность.

Плотность смеси рассчитывается по формуле (с.6) [2]:

Таким образом, получили следующие данные:

69,51	620
88,5	701,72
92,73	838,1
118	887,23
123,18	967