Ректификация

Ректификация – способ разделения однородных жидких смесей, состоящий из нескольких компонентов, основанный на противоточном взаимодействии двух неравновесных фаз – жидкости и пара, образующихся из этой смеси. При этом пар при движении постоянно обогащается низкокипящим (легколетучим) компонентом, а жидкость – высококипящим (труднолетучим) компонентом.

Процесс ректификации может осуществляться непрерывно и периодически под атмосферными избыточным давлением, а также под вакуумом.

Непрерывнодействующая ректификационная установка (рис. 11.8) состоит из ректификационного массообменного аппарата – ректификационной колонны 1, представляющей собой вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого расположены контактные устройства (насадка, тарелки). Снизу вверх по колонне движется поток пара, поступающий в ее нижнюю часть из испарителя 9, находящегося рядом или под самой колонной. Поступа‑

ющий в колонну пар по составу представляет собой практически чистый труднолетучий компонент. На каждой тарелке при его перемещении по колонне происходит конденсация поднимающегося пара, и за счет теплоты его конденсации – испарение находящегося в этой зоне легколетучего компонента.

Таким образом, происходят постоянное удаление из выходящего пара труднолетучего компонента и обогащение его легколетучим. В результате из верхней части колонны выгружаются пары практически чистого легколетучего компонента, который конденсируется в дефлегматоре 2. Получаемая жидкость разделяется в делителе 3 на два потока. Первый поток – флегма, возвращается назад в колонну 1, создавая тем самым нисходящий поток жидкости, состоящий практически из чистого легколетучего компонента. Стекая вниз по колонне и взаимодействуя с восходящим паром, флегма постоянно обогащается конденсирующимся из нее труднолетучим компонентом, заменяющим постоянно испаряющийся легколетучий компонент. В результате жидкость, достигающая нижней части колонны и поступающая в испаритель 9, состоит практически из низколетучего компонента.

Подаваемую на разделение исходную смесь подогревают до температуры кипения в теплообменнике 10 и подают в колонну, в зону (или на тарелку), положение которой определяют в результате расчета контактного ректификационного аппарата.

Зона питания (или тарелка питания) делит колонну на две части. Верхняя, или укрепляющая, часть 1а обеспечивает наибольшее укрепление поднимающихся паров, т. е. обогащение их легколетучим компонентом. Нижняя, или кубовая (исчерпывающая), часть 1б, обеспечивает наибольшее удаление из жидкости легколетучего компонента.

Второй поток жидкости, получаемый в дефлегматоре 2 и называемый дистиллятом, поступает в холодильник-теплообменник 4, затем в сборник 6, откуда перекачивается в качестве целевого продукта насосом 5.

Жидкость, выходящая из нижней части колонны, также делится на два потока. Первый возвращается в испаритель 9, откуда в виде пара подается назад в колонну, второй, называемый кубовым остатком, после охлаждения в холодильнике 8 направляется

сборник 7.