Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
РАССПЕЧАТАТЬ.doc
Скачиваний:
19
Добавлен:
26.09.2019
Размер:
2.64 Mб
Скачать

59.Ректификационная колонна. Флегмовое число.

Ректификационная колонна — аппарат, предназначенный для разделения жидких смесей, составляющие которых имеют различную температуру кипения. Классическая колонна представляет собой вертикальный цилиндр с контактными устройствами внутри. Применение: Ректификация известна с начала XIX века как один из важнейших технологических процессов главным образом спиртовой и нефтяной промышленности. В настоящее время ректификацию все шире применяют в самых различных областях химической технологии, где выделение компонентов в чистом виде имеет весьма важное значение (в производствах органического синтеза, изотопов, полимеров, полупроводников и различных других веществ высокой чистоты).Принцип работы: В ректификационную колонну подаются пары перегоняемой жидкости. Они поднимаются снизу, а в режиме противотока навстречу парам идёт жидкость, сконденсировавшаяся наверху в холодильнике. В случае, если разгоняемый продукт состоит из двух компонентов, конечными продуктами являются дистиллят, выходящий из верхней части колонны и кубовый остаток (менее летучий компонент в жидком виде, вытекающий из нижней части колонны). Ситуация усложняется, если необходимо разделить смесь, состоящую из большого количества фракций.

Флегмовое число: V=R/Е - это отношение количества флегмы R, возвращаемой в колонну, к количеству отбираемого дистиллята Е.

Если отбора спирта нет Е=0, то весь дистиллят в виде флегмы R=М возвращается обратно в колонну. Тогда говорят, что колонна работает сама на себя, а флегмовое число колонны в таком состоянии равно бесконечности - V=∞. В таком состоянии колонна обладает максимальной разделительной способностью, и количество теоретических тарелок в ней возрастает.

Если полностью открыть отбор Е=М, то возврата флегмы в колонну не будет R=0. Тогда флегмовое число равно нулю. В этом случае, из-за отсутствия флегмы в колонне ее контактные элементы полностью “иссушаются”, тепломассообменные процессы прекращаются, и ректификационная колонна превращается в обычный "самогонный аппарат". Естественно это превращение является временным и обратимым - без физических нарушений в колонне.

60.Ректификация. Обзор конструкций ректификационных аппаратов.

Ректификация— разделение смесей жидкостей, основанное на неоднократном испарении жидкостей и конденсации паров. Ректификацию осуществляют в специальных ректификационных колоннах.

Ректификационные аппараты. Основными типами аппаратов для проведения процесса ректификации являются тарельчатые и наса-дочные колонны, которые но устройству принципиально не отли­чаются от тарельчатых и насадочных абсорберов, рассмотренных в гл. 16. Кроме того, в ряде случаев, в основном для ректификации под вакуумом, используют пленочные колонны. Все эти аппараты, в отличие от абсорберов, для снижения потерь теплоты покрывают тепловой изоляцией.

Для увеличения поверхности фазового контакта в насадочных ректификационных колоннах часто применяют фасонную насадку с большими удельной поверхностью и свободным объемом (прово­лочные спирали, регулярная металлическая насадка и т. п.). Обычно такую достаточно дорогую насадку применяют для разделения смесей компонентов с близкой температурой кипения.

Основной отличительной особенностью ректификациошшх ко­лонн является то, что для проведения ректификации они должны быть снабжены соответствующей теплообменной аппаратурой (ки­пятильником, подогревателем, конденсатором-дефлегматором, хо­лодильниками дистиллята и кубового остатка).

Если высота колонны велика, то для удобства ее обслуживания и снижения высоты здания дефлегматор устанавливают ниже верха колонны В этом случае для подачи флегмы на орошение колонны необходима установка дополнительного насоса. Иногда дефлегматор встраивают в верху колонны.При этом из колонны выходят пары в количестве, равном количест­ву дистиллята.

Для обеспечения образования восходящего по колонне потока пара используют различные по устройству кипятильники, которые встраивают внутрь колонны или делают выносными. Последний вариант на практике встречается чаще, так как в этом случае облегчаются ремонт и замена кипятильника. Такие кипятильники обычно устанавливают ниже колонны для улучшения естественной циркуляции кубовой жидкости.