12.Флегмовое число.Расчет фл.Числа.Способы опред-я Rопт.

отнош-е мольного расхода флегмы к мол-му расходу дистиллята. Если пар в дефлег-ре конд-ся полностью т.е. х_R=х_р томожно принимать отнош-е массовых расходов флегмы и дистил-та .Величина флег-го числа явл. важной хар-кой процесса ректиф-и. При увел-и флег-го числа возр-ет степень раздел-я кол-ны т.е. ↑х_р,↓х_w, но при этом растет расход греющ.пара(расход теплоты) и ↑расход охл.воды.

Опред-е флег.числа (R_MIN): Построим ЛРК укр.части кол-ны и пров-м ее анализ. Линия aс - ЛРК, соот-я бескон-му ЧТС => бескон-но высокой кол-не и соот-я R_MIN. Если aс идет по линии y=x, то это соот-ет бескон-му флегмовому числу(R=∞). Построим линию bc,расс-м ∆abc:

;

Раб. (действит.) флег.число: , β-коэф. избытка флегмы.,измен-ся от1,1 до 2,5

Способы опред-я R:1. По графику зав-ти:ЧТС=f(R) строят ЛРК и рассч-ют число ступеней n_т1 =>nт2 и т.д_.R _оптнах-ся в области перегиба.

2.По min ф-и ЧЕП(R+1)=f(R)

;

3.По min ф-и общих затрат на процесс ректиф-и от флегмового числа: З=f(R), З=К+Э; З-общ.затраты,К-капитальные затраты(инв-ции, стоимость оборуд., здания),Э-эксплуат-е расходы,зависят от расхода пара, расхода эл.энергии,рахода охл.воды). С увел-ем Rрастет расход пара и охл.воды =>эксплуат-е расходы↑.

9.Физическая сущн-ть ректификации. Схемы ректификационных установок.

Ректификация-проц. разделения смеси Ж, разл-ся по t_кип, путем многокр-ого част-ого испар. Ж и конд-ии образ-ся пара при противотоке паровой и жидкой фаз.

1-куб; 2-исчерпывающая часть; 3-укрепляющая часть ректиф.колонны; 4- дефлегматор; ТП-тарелка питания; R - флегма

Исх. Смесь F,нагр. до t_кип подается на ТП и стекает по тар-кам в куб.В кубе часть Ж испар-ся, образуя восход.поток пара, обогащ-ый тяжелолетучим комп-м(ТК). На каж.тар-ке пар контакт-ет с Ж,при этом часть пара конден-ся, жид-ть обогащ-ся ТК.За счет конд-ии пара часть Ж испар-ся и пар за счет этого обогощ. ЛК.Пар, выход-ий из верха кол-ны, поступает в дефлегматор ,конден-ся;образующ-ся конденсат раздел-ся на дистиллят Р и флегму R ,флегма возвращ-ся на верх. тарелку и стекает по кол-не.Флегма необх-ма для созд-я потока стекающей Ж в укр.части кол-ны.Из куба кол-ны вытекает ниж.продукт.обогащ-й ТК

Схемы ректиф.установок:-период.действия; -непрерыв.дейст-я; -д/раздел-я многокомп-х смесей, -для разд-ия азиотропных смесей, -схемы экстрактивных смесей.

1) Схема период.дейст-я

Установка раб-т период-ки

Стадии: 1 В куб залив-ся исх.смесь, нагр.и кипит 2. Работа «на себя»: весь конд-т, образ-ся в дефлегматоре, возвращ.в колонну 3.Ректиф-ия, когда часть конд-та возвращ. в колонну в виде флегмы, а часть – в виде дистиллята; 4. Остановка колонны, при этом прекращ-ся обогрев куба и слив-ся куб.остаток

Прим-ся:в малотон-х произ-х для грубого раздел-ия смеси, также для раздел-ия многокомп-х смесей.

+: 1.возм-ть раздел-ия см, в т.ч.многокомп-х; 2.достаточно низк.стоим-ть оборуд-я

-: 1. перемен.состав дистиллята, поэтому треб.неск.приемников; 2. трудоемкость автом-ии проц.; 3.большой расход теплоты.

2)Схема непрерывного действия

1-насос для подачи исх.смеси; 2-подогреватель; 3-ректи.колонна; 4-делегматор; 5,6-холод-к верх.и ниж.продукта; 7-испаритель.

Часть ниж.продукта поступает в испаритель, испар-ся, образуя восход.расход пара

+: 1.пост.состав верх.и ниж.прод-та; 2-выс.производ-ть установки; 3-возм-ть автоматиз.проц.;

-: 1.сложность оборуд-я; 2.выс.стоим-ть

Прим-ся в крупнотоннажных произв-х

3) Схема РУ для раздел-ия многокомп-х смесей

Сост-т из неск.ретиф.колонн (N=m-1), N-число колонн, m-число компонентов

А-ЛК

С-ТК

А+В+С