1.2 Непрерывно действующие ректификационные установки для разделения бинарных смесей
Ректификационная колонна имеет цилиндрический корпус, внутри которого установлены контактные устройства в виде тарелок или насадки. Снизу вверх по колонне движутся пары, поступающие в нижнюю часть аппарата из кипятильника, который находится внизу колонны (встроен в куб). С помощью него создается восходящий поток пара. Пары проходят через слой жидкости на нижней тарелке, которую считаем первой, введя условно нумерацию снизу вверх.
Пусть жидкость на первой тарелке равна по низкокипящему компоненту, а ее температура . В результате взаимодействия между жидкостью и паром, имеющим более высокую температуру, жидкость частично испаряется, причем в пар переходит преимущественно НК. Поэтому на следующую тарелку поступает пар с содержанием НК .
Испарение жидкости на тарелке происходит за счет тепла конденсации пара. Из пара конденсируется и переходит в жидкость преимущественно ВК, содержание которого в поступающем на тарелку паре выше равновесного с составом жидкости на тарелке. При равенстве теплот испарения компонентов бинарной смеси, для испарения 1 моль НК необходимо сконденсировать 1 моль ВК, т.е. фазы на тарелке обмениваются эквимолекулярными количествами компонентов.
На второй тарелке жидкость имеет состав , содержит больше НК, чем на первой, и соответственно кипит при более низкой температуре. Соприкасаясь с ней, пар состава частично конденсируется, обогащается НК и удаляется на выше лежащую тарелку, имея состав и.т.д.
Таким образом, пар представляющий собой на выходе из кипятильника почти чистый ВК, по мере движения вверх все более обогащается НК и покидает верхнюю тарелку колонны в виде почти чистого НК, который практически полностью переходит в паровую фазу на пути пара от кипятильника до верха колонны.
Пары конденсируются в дефлегматоре, охлаждаясь водой, и получаемая жидкость разделяется в делителе на дистиллят и флегму, которая направляется на верхнюю тарелку колонны.
Жидкость, поступающая на орошение колонны (флегма) представляет собой почти чистый НК. Однако, стекая по колонне и взаимодействуя с паром, жидкость все более обогащается ВК и поступает в кипятильник, обогреваемый глухим паром или другим теплоносителем. На некотором расстоянии от верха колонны к жидкости из дефлегматора присоединяется исходная смесь, которая поступает на питающую тарелку. Для того чтобы уменьшить тепловую нагрузку кипятильника, исходную смесь так же нагревают в подогревателе до температуры кипения жидкости.
Питающая тарелка как бы делит колонну на две части, имеющие различное назначение.
В верхней части (от питающей до верха) должно быть обеспечено, возможно большее укрепление паров, т.е. обогащение их НК с тем, чтобы в дефлегматор направлялись пары, близкие по составу к чистому НК. Поэтому данная часть колонны называется укрепляющей. В нижней части (от питающей до нижней тарелки) необходимо в максимальной степени удалить из жидкости НК т.е. исчерпать жидкость, для того, чтобы в кипятильник стекала жидкость, близкая по составу к чистому ВК. Соответственно эта часть колонны называется исчерпывающей. Жидкость, выходящая из низа колонны (близкая по составу ВК) также делится на две части. Одна часть направляется в кипятильник, а другая - остаток после охлаждения водой в холодильнике направляется в сборник.
- Введение
- 1. Аналитический обзор
- 1.1 Периодическая ректификация бинарных смесей
- 1.2 Непрерывно действующие ректификационные установки для разделения бинарных смесей
- 2. Расчетная часть
- 2.1 Материальный баланс
- 2.2 Гидравлический расчёт
- 2.2.1 Определение скорости пара и диаметра колонны
- 2.2.2 Определение диаметра колонны
- 2.2.3 Расчёт высоты газожидкостного (барботажного) слоя жидкости
- 2.2.4 Расчёт высоты светлого слоя жидкости
- 2.2.5 Расчёт гидравлического сопротивления тарелки
- 2.2.6 Расчёт брызгоуноса
- 2.3 Расчет высоты колонны
- 2.3.1 Определение коэффициентов массоотдачи
- 2.3.2 Определение количества тарелок
- 2.3.3 Расчёт высоты
- 2.3.4 Расчёт гидравлического сопротивления колонны
- 2.4 Тепловой расчет установки
- 2.4.1 Тепловой баланс
- 2.4.2 Подробный расчет холодильника кубового остатка
- 2.4.3 Приближенный расчет теплообменников
- Выводы
- Введение
- Задание по курсовому проектированию
- 3. Ректификационная колонна для разделения многокомпонентной смеси
- Реферат
- 3. Ректификационные установки
- Расчет тарельчатой ректификационной колонны непрерывного действия
- 62. Ректификационные установки для разделения многокомпонентных смесей
- 1.4. Установка для непрерывной ректификации бинарной смеси