Введення
Ректифікація - масообмінних процес поділу однорідної суміші летких компонентів, здійснюваний шляхом противоточного багаторазового взаємодії пари, що утворюються при перегонці, з рідиною, що утворюється при конденсації цих парів.
Поділ рідкої суміші засновано на різній летючості речовин. При ректифікації вихідна суміш ділиться на дві частини: дистилят - суміш, збагачену низкокипящим компонентом, і кубовий залишок - суміш, збагачену висококиплячих компонентах.
Процес ректифікації здійснюється в ректифікаційної установці основним апаратом якої є колона ректифікації, в якій пари переганяється рідини піднімаються знизу, а назустріч парам стікає рідина, що подається у вигляді флегми у верхній частині апарата.
Процес ректифікації може протікати при атмосферному тиску, а також при тисках вище або нижче атмосферного. Під вакуумом ректифікацію проводять, коли розділенню підлягають висококиплячі рідкі суміші. Підвищений тиск застосовують для розділення сумішей, що знаходяться в газоподібному стані при більш низькому тиску. Атмосферний тиск приймають при поділі сумішей, що мають температуру кипіння від 30 до 150 ° З .
Ступінь поділу суміші рідин на складові компоненти і чистота одержуваного дистиляту і кубового залишку залежать від того, наскільки розвинена поверхня контакту фаз, від кількості що подається на зрошення флегми і пристрої ректифікаційної колони.
У промисловості застосовують тарілчасті, насадкові, плівкові трубчасті і відцентрові плівкові апарати. Вони розрізняються в основному конструкцією внутрішнього устрою апарату.
Тарілчасті контактні пристрої, в ректифікаційної колоні, поділяються на: колпакові, сітчатие, клапанні, гратчасті, провальні і т.п.
Переважне використання тарілчастих колон у процесах ректифікації пояснюється їх значно більшою продуктивністю в порівнянні з насадочними.
1. Опис технологічної схеми
технологічний конденсатор ректифікаційної
Вихідну суміш з ємності відцентровим насосом подають у теплообмінник, де вона підігрівається до температури кипіння. Нагріта суміш надходить на поділ в колону ректифікації, де склад рідини дорівнює складу вихідної суміші x F . Стікаючи вниз по колоні, рідина взаємодіє з піднімається вгору парою, що утворюється при кипінні кубовою рідини в кип'ятильник. У результаті масообміну з рідиною пар збагачується легколетучим компонентом. Для більш повного збагачення верхню частину колони зрошують відповідно до заданого флегмового числа рідиною (флегмою) складу х Р , яку за дефлегматоре шляхом конденсації пара, виходить із колони. Частина конденсату виводиться з дефлегматора у вигляді готового продукту поділу - дистиляту, який охолоджується в теплообміннику і направляється в ємність. З кубової частини колони насосом безперервно виводиться кубова рідина - продукт, збагачений труднолетучим компонентом, який охолоджується в теплообміннику і направляється в ємність.
Таким чином, в ректифікаційної колоні здійснюється безперервний нерівноважний процес поділу вихідної бінарної суміші на дистилят (з високим вмістом легколетучего компонента) і кубовий залишок (збагачений труднолетучим компонентом).
2. Вибір конструкційного матеріалу апарату
При конструюванні хімічної апаратури слід застосовувати стійкі металеві та неметалеві конструкційні матеріали в заданих агресивних середовищах. Важливо враховувати всі види можливого корозійного руйнування матеріалів в агресивному середовищі при її заданих робочих параметрах. При виконанні розрахунків на міцність в першу чергу стикаються з необхідністю оцінки загальної поверхневої корозії обираного конструкційного матеріалу, що характеризується проникністю П М мм/рік.
У розрахунках апаратури на міцність втрата по товщині матеріалу на корозію враховується відповідної надбавкою З , яка визначається амортизаційним терміном служби апарату і проникність за формулою:
С = П М · t а, де П М ? 0,1 мм/рік, t а - амортизаційний термін, приймемо t а=20 років.
С =20 · 0,1=2 мм
Матеріал деталей колони, що стикаються з метиловим спиртом і водою - сталь марки Х17Н13М2Т ГОСТ 3632-72 [1, с. 534] (корпус апарату, днища, люки, відбійник ...
