Схемы ректификационных установок.

Ректификация двойных смесей.

Ректификацию можно проводить периодическим и непрерывным способом.

При периодической ректификации (рис. 1) смесь загружается в куб 1 и нагревается паром, проходящим через змеевик 2. После того, как смесь в кубе закипит, образующиеся пары начинают поступать в колонну 3, оттуда по трубе 4 направляются в дефлегматор 5, где конденсируются. Часть конденсата (флегма) по трубе 6 стекает обратно в колонну, другая часть (дистиллят) по трубе 7 поступает в холодильник 8 и отсюда отводится в приёмник дистиллята.

При таком процессе в колонне происходит укрепление паров, а в кубе – исчерпывание смеси. Исчерпывание продолжается в течении некоторого времени, когда достигается требуемый состав смеси, операция заканчивается и остаток отводится из куба.

Рис. 1. Схема ректификационной установки периодического действия:

1-куб; 2-змеевик; 3-колонна; 4-труба для отвода паров из колонны; 5-дефлегматор; 6-труба для возврата флегмы; 7-труба для отбора дистиллята; 8-холодильник.

Рис. 2. Схема ректификационной установки непрерывного действия:

1-теплообменник; 2-укрепляющая колонна; 3-исчерпывающая колонна; 4-кипятильник; 5-дефлегматор; 6-распределительный стакан; 7-холодильник; 8-вентиль, регулирующий отбор дистиллята.

По мере протекания процесса условия работы установки постепенно изменяются. В начале процесса в колонну поступают из куба пары, богатые НК. В этот период нужно сравнительно нужно сравнительное небольшое количество флегмы, чтобы выделить из паров, содержащийся в них ВК. В ходе процесса выходящие из куба пары будут всё более обогащаться ВК, и для выделения его из паров количество флегмы должно быть увеличено. Если же количество флегмы оставить постоянным, будет возрастать содержание ВК в дистилляте.

При непрерывной ректификации (рис. 2) смесь подаётся в среднюю часть колонны через теплообменник 1, обогреваемый остатком или паром. В верхней части колонны 2, расположенной выше точки ввода смеси, происходит укрепление паров. В нижней части колонны 3, расположенной ниже точки ввода смеси, происходит исчерпывание жидкости. Из исчерпывающей колонны жидкость стекает в кипятильник (куб) 4, обогреваемый паром. В кипятильнике образуются пары, поднимающиеся вверх по колонне; остаток непрерывно отводится из куба. Пары, выходящие из укрепляющей части колонны, поступают в дефлегматор 5, откуда флегма возвращается в колонну, а дистиллят направляется в холодильник 7.

Преимущества непрерывной ректификации по сравнению с периодической:

1) условия работы установки не изменяются в ходе процесса, что позволяет установить точный режим, упрощает обслуживание и облегчает автоматизацию процесса;

2) отсутствуют простои между операциями, что приводят к повышению производительности установки;

3) расход тепла меньше, причем возможно использование тепла остатка на подогрев исходной смеси в теплообменнике.

Благодаря перечисленным преимуществам в производствах крупного масштаба применяют главным образом непрерывную ректификацию, периодические процессы ректификации находят применение лишь в небольших, неравномерно работающих производствах.

Ректификация многокомпонентных смесей.

Разделение многокомпонентных смесей, как и двойных, производится периодически или непрерывно.

Периодическая ректификация проводится в одной колонне по схеме, показанной на рис. 1, путём последовательного (по времени) отбора отдельных фракций. При этом наряду с фракциями, содержащими чистые продукты, получается большое количество промежуточных фракций, содержащих смеси различных продуктов. Промежуточные фракции собирают отдельно и присоединяют к смеси, подаваемой на следующую операцию, или по мере накопления фракций подвергают их отдельной ректификации, что сильно усложняет ведение процесса.

а

б

Рис. 3. Схемы разделения тройной смеси

1, 2 - ректификационные колонны.

Для непрерывной ректификации многокомпонентных смесей применяют установки, состоящие из нескольких колонн. В каждой колонне отделяется одна из составных частей смеси или же смесь вначале разделяется на более простые по составу смеси, из которых в последующих по ходу процесса колоннах выделяются отдельные компоненты.

Количество колонн в установке должно быть на единицу меньше числа компонентов в исходной смеси. Так, для разделения тройной смеси требуются две колонны, причём процесс можно вести двумя способами. По одному способу (рис. 3,а) в первой колонне 1 отгоняется НК, а остаток, состоящий из смеси СК (компонент со средней температурой кипения) и ВК, передаётся во вторую колонну 2, где происходит разделение остатка. По другому способу (рис. 3,б)в первой колонне 1 отгоняется смесь СК и НК, которая затем разделяется на второй колонне 2, а ВК переходит в остаток первой колонны.

Другие статьи по теме

История научных исследований в области управляемого термоядерного синтеза
Говорят, говорят, скоро будет термояд, Будет мирный, будет смирный, управляемый. Нам об этом термояде говорили в детстве дяди. Говорят, говорят, скоро будет термояд! А теперь мы сами дяди, сами то же говорим И мечто ...

Токарные автоматы и полуавтоматы
Окружающий нас материальный мир един и вместе с тем много­образен. Опираясь на данные частных наук, научная философия изуча­ет наиболее общую структуру мира. С позиций научной философии реальный мир — это последовательность беско ...