Ректификационная установка непрерывного действия для разделения 4,1 т/ч бинарной смеси ацетон - этанол

Научная литература / Ректификационная установка непрерывного действия для разделения 4,1 т/ч бинарной смеси ацетон - этанол

     Ректификация — массообменный процесс, который осуществляется в большинстве случаев в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (насадки тарелки) аналогичными используемым в процессе абсорбции. Поэтому методы подход к расчету и проектированию ректификационных и абсорбционных установок имею много общего. Тем не менее ряд особенностей процесса ректификации (различие соотношение нагрузок по жидкости и пару в нижней и верхней частях колонны, переменные по высоте колонны физические свойства фаз и коэффициент распределения, совместное протекание процессов массо- и теплопереноса) осложняет его расчет.

     Одна из сложностей заключается в отсутствии обобщенных закономерностей для расчета кинетических коэффициентов процесса ректификации. В наибольшей степени это относится к колоннам диаметром более 800 мм с насадками и тарелками, широко применяемым в химических производствах. Большинство рекомендаций сводится к использованию для расчета ректификационных колонн кинетических зависимостей, полученных при исследовании абсорбционных процессов (в приведенных в данной главе примерах в основном использованы эти рекомендации).

      Принципиальная схема ректификационной установки представлена на рис. 1. Исходную смесь из промежуточной емкости 1 центробежным насосом 2 подают в теплообменник 3, где она подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификацион­ную колонну 5 на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси хF

 

 Рис.1 Принципиальная схема ректификационной установки:

1-    ёмкость для исходной смеси ;  2, 9- насосы;  3- теплообменник-подогреватель;  4 - кипятильник; 

5- ректификационная колонна;  6- дефлегматор;  7- холодильник дистиллята;  8- ёмкость для сбора дистиллята;  10- холодильник кубовой жидкости;  11- ёмкость для  кубовой жидкости.

 

  Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике 4. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка хW , т. е. обеднен легколетучим компонентом. В результате массообмена с жидкостью пар обогащается легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой) состава хР , получаемой в дефлегматоре 6 путем конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дистиллята, который охлаждается в теплообменнике 7 и направляется в промежуточную емкость 8.

     Из кубовой части колонны насосом 9 непрерывно выводится кубовая жидкость - продукт, обогащенный труднолетучим компонентом, который охлаждается в теплообменнике 10 и направ­ляется в емкость 11.

     Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный неравновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят (с высоким содержанием легколетучего компонента) и кубовый остаток (обогащенный труднолетучим компонентом).

Расчет ректификационной колонны сводится к определению ее основных геометрических размеров - диаметра и высоты. Оба параметра в значительной мере определяются гидродинамическим режимом работы колонны, который, в свою очередь, зависит от скоростей и физических свойств фаз, а также от типа насадки.

    Смотрите также

    Синтез этилового эфира 4-бромбенозойной кислоты
    Цель работы состоит в составление литературного обзора по спиртам и синтеза этилового эфира 4-бромбензойной кислоты. Спиртами называются органические вещества, молекулы которых содержат ...

    Обсуждение результатов эксперимента
      В эксперименте принимали участие ученики 9 классов МОУ СОШ-гимназии № 1 г. Нальчик (выборочная совокупность составляла 45 школьников). В экспериментальных классах при раскрытии темы « ...

    Синтез твердых растворов и исследования низкотемпературных фазовых превращений
    В последнее время наблюдается усиленный интерес к исследованиям твердофазных процессов с применением ионных электролитов. Для этих исследований имеет большое значение создание твердых элект ...