Ректификация

При однократном испарении взаимно раство­римых жидкостей и последующей конденсации паров получают две фракции: легкую, в которой содержится больше низкокипящих фракций, и тяжелую, в которой содержится меньше низкокнпя-щих фракций, чем в исходном сырье. Следовательно, при перегонке происходит обогащение одной фазы низкокипящими, а другой—высококипящими компонентами. Однако достичь требуемого раз­деления компонентов нефти и получить конечные продукты, кипящие в заданных температурных интервалах, с помощью пере­гонки нельзя. Поэтому после однократного испарения нефтяные пары подвергаются ректификации.

Ректификацией называется диффузионный процесс разделения жидкостей, различающихся по температурам кипения, за счет противоточного, многократного контактирования паров и жидкости,

Контактирование паров и жидкости осуществляется в верти­кальных цилиндрических аппаратах—ректификационных колон­нах, снабженных специальными устройст­вами — ректификационными тарелками или насадкой, — позволяющими создать тесный контакт между паром, поднимаю­щимся вверх по колонне, и жидкостью, стекающей вниз (рис. 1).

В среднюю часть в виде пара, жид­кости или парожидкостной смеси подает­ся сырье, которое необходимо разделить на две части—высококипящую и низко­кипящую. В простейшем случае исходное сырье состоит из двух компонентов (например, бензола и толуола, бутана и изобутана и др.). Однако чаще сырье представляет собой многокомпонентную смесь, которую с помощью ректификации надо разделить на .два продукта, один из которых содержит в основном низкокипя­щие компоненты, а другой — высококипящие. Зона, в которую подается сырье, но­сит название эвапорационной, так как а ней происходит эвапорация — однократ­ное испарение нагретой в печи или теп­лообменнике смеси на паровую и жидкую фазы. В некоторых случаях эвапорационная зона отделена от колонны, и эвапорация производится в самостоятельном аппарате. Однако у большинства колонн, в частности на установках первичной перегонки, однократ­ное испарение и ректификация совмещаются.

Принцип работы промышленной ректификационной колонны аналогичен лабораторной. В работающей ректифика­ционной колонне через каждую тарелку проходят четыре потока:

§ жидкость—флегма, стекающая с вышележащей тарелки;

§ пары, поступающие с нижележащей тарелки;

§ жидкость-флегма, уходящая на нижележащую тарелку;

§ пары, поднимаю­щиеся на вышележащую тарелку.

Пары и жидкость, поступающие на тарелку, не находятся в со­стоянии равновесия, однако, вступая в соприкосновение, стремятся к этому состоянию. Жидкий поток с вышележащей тарелки посту­пает в зону более высокой температуры, и поэтому из него испа­ряется некоторое количество низкокипящего компонента, в резуль­тате чего- концентрация последнего в жидкости уменьшается. С другой стороны, паровой поток, поступающий с нижележащей тарелки, попадает в зону более низкой температуры и часть высококипящего продукта из этого потока конденсируется, переходя в жидкость. Концентрация высококипящего компонента в парах таким образом понижается, а низкокипящего—повышается. Фрак­ционный состав паров и жидкости по высоте колонны непрерывно изменяется. Часть ректификационной колонны, которая расположена выше ввода сырья, называется концентрационной, а расположенная ниже ввода — отгонной. В обеих частях колонны происходит один и тот же процесс ректификации.

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru