Введення
Ректифікація - Це процес розділення рідких сумішей, який зводитися до одночасно протікає і багаторазово повторюваним процесам часткового випаровування і конденсації суміші, що розділяється на поверхні контакту фаз. Ректифікацію частіше все проводять у колонних апаратах.
Ректифікаційні колони призначені для проведення процесів масообміну в хімічній, нафтохімічної та інших галузях промисловості. Колонні апарати виготовляють діаметром 400-4000 мм для роботи під тиском до 1,6 МПа в царговом (на фланцях) виконанні корпусу, для роботи під тиском до 4,0 МПа - в Суцільнозварна виконанні корпусу.
У залежно від діаметра, колонні апарати виготовляють з тарілками різних типів. Колонні апарати діаметром 400-4000 мм оснащують стандартними контактними і розподільними тарілками, опорами, люками, днищами та фланцями. На корпусі цельносваренного апарату передбачені люки для обслуговування тарілок.
Велике різноманітність тарілчастих контактних пристроїв ускладнює вибір оптимальної конструкції тарілки. При цьому поряд із загальними вимогами (висока інтенсивність одиниці об'єму апарата, його вартість і т.д.) ряд вимог може визначатися специфікою виробництва: великим інтервалом стійкої роботи при зміні навантажень по фазах, здатність тарілки працювати в середовищу забруднених рідин, можливістю захисту від корозії і т.п. Найчастіше ці якості стають переважаючими, визначальними придатність тієї чи іншої конструкції для використання в кожному конкретному процесі.
Розрахунок ректифікаційної колони зводитися до визначення її основних геометричних розмірів діаметр і висота. Обидва параметри значною мірою визначаються навантаженнями по пару і рідини, типом тарілки, властивостями взаємодіючих фаз . p> Розділюваний суміш (бензол - толуол) близька за властивостями до ідеальної суміші, без освіти азеотропні сумішей та інших ускладнень. Тому ректифікацію будемо проводити при атмосферному тиску на колпачкових тарілках. На харчування колони будемо подавати вихідну суміш, підігріту до температури кипіння; флегму будемо подавати у вигляді рідини при температурі кипіння; кубовий залишок будемо випаровувати і подавати у виді насиченої пари в низ колони.
Дана суміш володіє токсичними, корозійними властивостями. Виберемо для виготовлення апарату якісну леговану сталь Х17Н13М2Т для деталей, сполучених з органічної сумішшю [4]. Для всіх інших елементів конструкції - саль Ст3. Виконаємо апарат суцільнозварним з люками для обслуговування. p> 1. Технологічна схема процесу ректифікації
Вихідну суміш з проміжної ємності-1 відцентровим насосом-2 подають у теплообмінник-3, де підігрівають до температури кипіння і подають в колону на ту тарілку, де кипить суміш того ж складу х F , тобто на верхню тарілку нижньою вичерпної частини колони. Верхня частина колони називається зміцнювальної по легколетучего компонента. p> Усередині ректифікаційної колони-4 розташовані контактні пристрої у вигляді тарілок або насадки. Знизу вгору по колоні рухається пара, що надходить з виносного куба - випарника (кип'ятильника) -5 (куб - випарник може розміщуватися і безпосередньо під колоною). На кожній тарілки відбувається часткова конденсація пари труднолетучим компонента і за рахунок конденсації - часткове випаровування легколетучего компонента. Початковий склад пара приблизно дорівнює складом кубового залишку х W , тобто збіднений легколетучим компонентом. Таким чином, пара, що виходить з куба - випарника і представляє собою майже чистий труднолетучим компонент, у міру руху вгору збагачується легколетучим компонентом та залишає колону у вигляді майже чистого пара легколетучего компонента. Для повного збагачення верхню частину колони зрошують відповідно із заданим флегмовое числом рідиною (флегмою) складу х Р , одержуваної в дефлегматоре-6 шляхом конденсації пари, що виходить з колони. Пар конденсується в дефлегматоре, охолоджуваному водою. Частина конденсату виводиться з дефлегматора у вигляді готового продукту поділу - дистиляту, який охолоджується в теплообміннику-7 і направляється в проміжну ємність-8. Флегма, стікаючи по колоні і взаємодіючи з парою, збагачується труднолетучим компонентом. p> З куба - випарника відводять нижній продукт або кубовий залишок.
З кубової частини колони насосом-9 безперервно виводиться кубова рідина - продукт, збагачений труднолетучим компонентом, який охолоджується в теплообміннику-10 і прямує в ємність-11.
В
Малюнок 1. Принципова схема ректифікаційної установки непр. дії:
1-проміжна ємність
2-відцентровий насос
3-теплообмінник
4 - колона ректифікації
5-куб-випарник
6-дефлегматор
7-теплообмінник
8-проміжна ємність
9-насос
10 - теплообмінник
11-ємність.
ЗАВДАННЯ № 1 ...
