5.5.5 Рівень залишку в колоні

Рівень залишку в колоні є гідрозатвором і не дає можливості попадати паровій фазі в трубопровід, а пізніше у відцентровий насос Н-1. Якщо рівень залишку в колоні не регулювати або не контролювати, то пари можуть попасти у відцентровий насос, який перестане перекачувати рідину і буде працювати сам на себе. А так як сировина безперервно подається в колону, то її рівень буде зростати. Рідина може повністю залити колону і процес ректифікації припиняється. Рівень залишку в колоні вибирають таким, щоб забезпечити стабільну роботу насоса, після виникнення аварійної ситуації, на протязі десяти хвилин. В залежності від продуктивності колони висота залишку складає I_зал=1,0-5,0 м. Вона регулює-ться клапаном який встановлюється на виході насоса Н-1.

5.5.6 Температура на тарілках виводу бокових фракцій

Температура на тарілках виводу бокових фракцій регулюється в складних колонах. Вона впливає на вихід і якість бокових фракцій і на витрату водяної пари у відпарній колоні. При збільшені температури на тарілках виводу бокових фракцій в рідині, що знаходиться на тарілках, зменшується кількість легких фракцій і для їх відпарювання в додатковій колоні необхідно менше водяної пари. Температура на тарілках виводу бокових фракцій регулюється кількістю циркуляційного зрошення. При підвищенні температури на тарілках потрібно збільшити подачу циркуляційного зрошення, а при зменшенні температури – зменшити подачу циркуляційного зрошення.

В колоні обов’язково контролюється якість одержуваних продуктів за допомогою газового або рідинного аналізатора.

5.6 Матеріальний баланс ректифікаційної колони

При постійному технологічному режимі в колоні витрата матеріальних потоків (сировини, дистиляту, залишку) залишається незмінними.

Рисунок 5.5 – До матеріального балансу колони

Запишемо матеріальний баланс колони за низькокиплячим компонентом

де Х₀, У_Д, X_R – вміст низькокиплячого компоненту в сировині, дистиляті і залишку [% мол., % мас].

– називається мірою відгону або міра відбору дистиляту.

Міра відгону е залежить від якості одержуваних продуктів. Міра відбору залишка

Рівняння (5.6) і (5.7) використовують для визначення кількості дистиляту, або кількості залишку при відомих значеннях витрати сировини G і якості сировини Х₀ і якості одержуваних продуктів Х_R і У_Д.

З рівняння (5.6)

З рівняння (5.6)

5.7 Крива рівноваги фаз: її побудова та рівняння

Якщо визначити декілька рівноважних концентрацій парової і рідкої фаз при заданому зовнішньому тиску П в інтервалі температур t_н.к.к. – t_в.к.к., то в координатах Х – У можна одержати криву, яка називається кривою рівноваги фаз.

Рисунок 5.6 – Крива рівноваги фаз

Кожна точка кривої рівноваги фаз відповідає певна температура в межах температур кипіння t_н.к.к. (т. А(Х =У = 1)) і t_в.к.к. (т. О(Х = У = 0)). Побудова рівноваги фаз проводиться в такій послідовності:

- вибирають декілька температур в діапазоні t_н.к.к. – t_в.к.к.;

- при вибраних температурах визначають тиск насичених парів кожного компоненту за графіком Кокса;

- за рівняннями парової і рідкої фаз визначають рівноважні концентрації компонента в паровій і рідкій фазах. Наприклад, рідкої фази:

парової фази:

одержані значення рівноважних концентрацій відкладають на графіку Х – У і через точки проводять криву рівноваги фаз.

При збільшенні зовнішнього тиску П крива стає менш випуклою і наближається до діагоналі діаграми ХУ. При значенні П=П_КР крива рівноваги фаз зливається з діагоналлю і різниця між паровою і рідкою фазами зникає. Тому при проведенні процесу ректифікації зовнішній тиск повинен бути по можливості нижчим за критичний. Крива рівноваги фаз використовують для графічного методу визначення кількості тарілок в колоні.

Згідно законів Рауля і Дальтона при рівновазі концентрації компонентів і їх парціальні тиски в паровій і рідкій фазах є однаковими

,

де – коефіцієнт леткості

Рівняння кривої рівноваги фаз зв’язує між собою рівноважні концентрації компонентів парової та рідкої фаз. Чим більший коефіцієнт леткості α, тим легше розділити при ректифікації компоненти. Дане рівняння використовують при аналітичному методі визначення кількості тарілок в колоні.