Дистилляционные установки

Ректификация и дистилляция, называемые часто перегонкой, представляют собой термический процесс разделения жидких смесей на их составные части.

Дистилляцией называют перегонку смеси с полной кон­денсацией полученных паров. Дистилляция может произво­диться в установках непрерывного и периодического действия.

На рис. 3.10 представлена схема двухступенчатой дистилляционной установки непрерывного действия.

Бинарная взаимно растворимая смесь поступает в подогреватель 1 с параметрами, соответствующими точке А,и подогревается до состояния кипе­ния, соответствующего точке В.В дистилляционном аппарате 2 получаются пары смеси, соответствующие точке С.Далее пары с концентрацией х₂поступают в конденсатор 3.Конденсация па­ров бинарной смеси протекает при х₂ = const, но с понижением ее температуры от t₁до t₂. После этого дистиллят поступает во вторую ступень дистилляционной установки, аппарат 4,где получаются пары с более высокой концентрацией (х₃>х₂). Из аппарата второй ступени пары поступают в дефлегматор 5.

В дефлегматоре происходит частичная конденсация паров (линия EF),и получается влажный пар, соответствующий точке F.Влажный пар является смесью сухого пара с концен­трацией, соответствующей точке 3,и жидкости с концен­трацией, соответствующей точ­ке Ж. Затем влажный пар по­ступает в сепаратор 6,в сепа­раторе от пара отделяется жидкость. Жидкость с концен­трацией х₄<х₃поступает в дистилляционный бак 8,а пары с концентрацией х₅>х₃на­правляются в конденсатор 7, где превращаются в дистил­лят, и из него поступают в бак готового продукта 9.

Рис. 3.10. Схема двухступенчатой дистилляционной установки с дефлег­мацией и сепарацией паров во вто­рой ступени и ее процесс на t, x - диаграмме

В случае, когда дистилля­ция происходит в установке периодического действия, со­держание летучего компонента в дистилляционном кубе 2 (рис. 3.10) постепенно умень­шается, причем дальнейшая перегонка как в кипящей жидкости, так и в получаемых из нее парах идет при переменной увеличивающейся температуре. Со­держание низкокипящего компонента в жидкости в начале ки­пения и в последующие моменты времени определяется на кри­вой кипения точками В, В', В" и т. д. Соответственно содержание этого компонента в парах определяется точками С, С', С" и т. д. на линии конденсации.

Содержание летучего компонента в парах, все время уменьшаясь, ста­новится равным его пер­воначальному содержа­нию в кипящей жидкости, а затем становится еще меньше (точка С"' ),с этого момента дальней­шая перегонка смеси становится нецелесообраз­ной.

Простая однократная дистилляция в промышленных усло­виях применяется в тех случаях, когда не требуется полного разделения смеси на компоненты или когда точки кипения от­дельных компонентов далеки друг от друга настолько, что содержание легкокипящего компонента в парах очень велико по сравнению с содержанием его в жидкости. Простая дистил­ляция применяется также для отделения от жидкой смеси не­летучих примесей, для предварительного глубокого разделения сложных жидких смесей, например нефти или каменноугольной смолы. На рис. 3.11 показана промышленная установка для про­стой дистилляции.

Рис.3.11. Дистилляционная установка:

1 – перегонный куб; 2 –конденсатор; 3 –бак длядистиллята; 4 – термометр; 5 – кран для спуска кубового остатка; 6 – топка