Введення
Ректифікація - це тепло і масообмінних процес, застосовуваний для розділення рідких сумішей, компоненти яких розрізняються по температурах кипіння.
Процес здійснюється при контактуванні потоків пари і рідини, які мають різні склади і температури: пар має більш високу температуру, ніж вступати з ним в контакт рідина [1].
Фізична сутність процесу ректифікації полягає у двосторонньому масо-і теплообміні між нерівновагими потоками пари і рідини при високій турбулізації поверхні контактуючих фаз. У результаті масообміну пар збагачується низькокиплячими, а рідина - висококиплячих компонентах. При певному числі контактів можна отримати пари, що складаються в основному з низкокипящих, а рідина - з висококиплячих компонентів [2].
При досить великому часу контакту пар і рідина можуть досягти стану рівноваги.
У реальних умовах рівновагу йдуть з контактної зони потоків пари і рідини може не досягатися.
Процес ректифікації може здійснюватися за періодичною і безперервного схемами.
При періодичної ректифікації суміш розділяють на окремі компоненти (або фракції, киплячі в певному інтервалі температур) шляхом послідовного їх відбору при змінюються в часі робочих параметрах процесу.
Ректифікація за безперервною схемою дозволяє одночасно отримувати два і більше продуктів при стаціонарних умовах процесу [1].
Процес ректифікації здійснюють в апаратах - ректифікаційних колонах. Для створення потоку парів в нижню частину колони підводять тепло, а потік рідини (зрошення, флегми) створюють шляхом відведення тепла з верхньої частини колони, конденсируя відповідну кількість парів.
Частина колони, яка служить для виділення низкокипящих компонентів, називається концентраційної, або зміцнювальної, інша частина, в якій виділяються висококиплячі компоненти, називається вичерпною, або отгонной. Між цими основними частинами колони знаходиться місце введення сировини (тарілка харчування, секція харчування, евапораціонное простір) [1].
У нафтопереробної промисловості в основному застосовують ректифікаційні колони безперервної дії.
Розрізняють прості і складні колони.
Прості колони забезпечують поділ вихідної суміші (сировини) на два продукти: ректифікат (дистилят) - продукт, збагачений низькокиплячими компонентами, кубовий залишок - продукт, збагачений висококиплячих компонентах.
Для поділу багатокомпонентних і безперервних сумішей потрібно система колон, кожна з яких розділяє надходить суміш на відповідні компоненти.
Основними робочими параметрами процесу ректифікації є тиск і температура в системі, співвідношення потоків рідини і пари (флегмовое число), число контактних ступенів. При відповідному виборі цих параметрів забезпечується поділ вихідної суміші на компоненти, що задовольняють певним вимогам [1].
1. Технологічна схема процесу ректифікації
Технологічна схема процесу ректифікації наведена на малюнку 1.1.
- колона ректифікації; 2- підігрівач; 3 - кип'ятильник; 4 - дефлегматор; 5 - холодильник; 6 - тарілка
Малюнок 1.1 - Технологічна схема процесу ректифікації
Для безперервного проведення ректифікації необхідно, щоб надходить на поділ суміш стикалася із зустрічним потоком пари з дещо більшою концентрацією висококиплячих компонента, ніж в рідкої суміші. Тому вихідну суміш подають в те місце колони ректифікації 1, яке відповідає цій умові. Місце введення вихідної суміші, нагрітої до температури кипіння в підігрівачі 2, називають тарілкою харчування. Потік пари, що піднімається по ректифікаційної колоні, підтримується випаровуванням частини кубової рідини в кип'ятильник 3, а потік рідини, що тече по колоні зверху вниз, - поверненням частини флегми, що утворюється при конденсації виходять з колони парів в дефлегматоре 4.
Конструкція тарельчатой ??ректифікаційної колони і масообмінних тарілок
У промисловості застосовують колпакові, сітчатие, насадкові, плівкові трубчасті колони і відцентрові плівкові ректіфікатори. Вони розрізняються в основному конструкцією внутрішнього устрою апарату, призначення якого - забезпечення взаємодії рідини і пари. Таким чином, більш детально розглянемо види і конструкції тарілок [2].
шліцеві жолобчасті тарілки. Тарілки. цього типу застосовуються в колонах діаметром від 1000 мм і більше при відстанях між тарілками 450 мм і більше. Робоча частина тарілки, укомплектована знімними жолобами і ковпачками. Для перетікання рідини служать переливні пристрої (одно- або двопоточні). Основні розміри тарілок регламентов...
