Простая ректификация.Уравнения материальных балансов процесса ректификации
Простейшими способами перегонки жидких смесей, как это мы видели, являются 1) частичное испарение жидкости и конденсация полученных паров с отводом конденсата (простая перегонка) и 2) частичная конденсация паров перегоняемой смеси с отводом конденсата (простая конденсация). Каждый из этих процессов в отдельности не приводит к получению достаточно чистых продуктов, но осуществляя оба эти процесса одновременно и многократно в противоточных колоннах, можно достичь разделения жидкой омеси на чистые, составляющие смесь компоненты. Такой процесс разделения жидких смесей при помощи одновременно многократно повторяемых частичных испарений и конденсаций называют ректификацией.
Ректификационная установка работает следующим образом. С помощью нагревателя кубовая жидкость доводится до кипения. Образующийся в кубе пар по ректификационной части колонны 9 поднимается вверх и попадает в конденсатор 2, где происходит его полная конденсация. Часть этого конденсата (флегмы) возвращается в ректификационную часть колонны, а другая часть проходит через охладитель 14 и в виде дистиллята 7 стекает в приемную емкость 8. Соотношение между расходами флегмы и отбираемого дистиллята называется флегмовым числом и устанавливается с помощью регулятора отбора 15. По всей высоте ректификационной части колонны происходит процесс тепломассообмена между стекающей вниз флегмой и подни-мающимся вверх паром. В результате этого в головке колонны накапливается в виде пара и флегмы самый легкокипящий (с наименьшей температурой кипения) компонент кубовой жидкости, а следом за ним сама собой выстраивается «номерная очередь» (вниз по высоте колонны ) из разных веществ. «Номером» в этой очереди является температура кипения каждого компонента, возрастающая по мере опускания по колонне. С помощью регулятора 15 осуществляется медленный и последовательный отбор этих веществ в соответствии с их очередностью. «Номер» отбираемого в каждый момент вещества регистрируется с помощью термометра 6. Зная эту температуру с учетом атмосферного давления, можно достаточно точно указать основное вещество дистиллята, отбираемое в данный момент времени.
|
|
|
Ур-е материального баланса колонны:
F+Ф=G+W
Поскольку G=P+Ф,то F=P+W
Соответственно материальный баланс по НК:
FxF=Pxp+Wxw
Тепловой баланс:
Qкип+QF+QФ=QG+Qw+Qп
Подставляя вместо Q их значеия,и учитывая что F=P+W, G=P(R+1) и Ф=PR, получим
Qкип=(P+W)iF+P*R* iф=P(R+1)I+Wiw+Qп
Расход тепла в кипятильнике:
Qкип=P(I-iF)+PR(I-iФ)+W(iW-iF)+Qп
Окончательно получим:
Qкап= 
Колонна ректификации.Укрепляющая часть колонны.Флегмовое число.Ур-е рабочей линии колонны.
|
|
|
Ректификационная колонна— цилиндрический вертикальный сосуд постоянного или переменного сечения, оснащенный внутренними тепло- и массообменными устройствами и вспомогательными узлами, предназначенный для разделения жидких смесей на фракции, каждая из которых содержит вещества с близкой температурой кипения. Классическая колонна представляет собой вертикальный цилиндр, внутри которого располагаются контактные устройства — тарелки или насадки. Соответственно различают ректификационные колонны тарельчатые и насадочные. Вспомогательные узлы предназначены для ввода, распределения и аккумулирования (сбора) жидкости и пара. Нагреваемая жидкая смесь поступает из контейнера в ректификационную колонну, где «легкие» фракции (продукты, имеющие более низкую температуру кипения) концентрируются в верхней части колонны, а «тяжелые» (продукты, имеющие более высокую температуру кипения) — в нижней. Ректификационная колонна, в верхней части которой давление близко к атмосферному, называется атмосферной колонной. В вакуумных колоннах промышленного назначения используется низкое абсолютное давление в верхней части колонны — как правило, 1,87—2,4 КПа и менее.
|
|
|
Ректификационные колонны применяются в процессах дистилляции, экстрактивной ректификации, экстракции жидкостей, теплообмена между паром и жидкостью и в других процессах
Колонна для непрерывной ректификации состоит из 2 частей:нижней или исчерпывающей части,и верхней или укрепляющей частиВ нижей части происходит удаление легкокипящего компонента на смеси.В верхней,называемой также ректефикационной,происходит обогащение смеси легкокипящим компонентом.
R= 
-флегмовое число,представляющее собой отношение количества флегмы к количеству дистиллята.
Уравнение рабочей линии:
Где 
–tg a=A-тангенс угла наклона раб линии к оси абсцисс,а 
=В-отрезок,отсекаемый раб линией на оси ординат.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 428; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!