35.Принципиальное устройство ректификационной колонны

Часть колонны, куда вводится сырье, называется секцией питания (эвапорационное пространство).

Часть колонны, находящаяся выше ввода сырья называется верхней (концентрационной, укрепляющей).

Часть колонны, находящаяся ниже ввода сырья называется нижней (отгонной, исчерпывающей).

Сырье может подаваться в колонну в виде жидкости, паров или смеси паров и жидкости. При входе сырья в колонну происходит процесс ОИ, в результате которого образуется пар и жидкость, находящиеся в равновесии.

Для обеспечения ректификации необходимо в верхней части колонны навстречу парам организовать поток жидкости (флегмы, орошения). Для этого на верху колонны отнимается тепло (тепло парциального конденсатора). За счет этого часть паров, поднимающихся с верхней тарелки, конденсируются, образуя необходимый нисходящий поток жидкости. Отбираемый с верху колонны продукт D, обогащенный НКК называется ректификатом (дистиллятом).

В нижней части колонны нужно обеспечить восходящий поток паров. Для этого в низ колонны подводится тепло (тепло кипятильника). При этом часть жидкости, стекающей с нижней тарелки, испаряется, образуя поток паров. Отбираемый с низу колонны продукт W, обогащенный ВКК называется остатком.

36.Материальный баланс ректификационной колонны

F=D+W – мат.баланс для всей колонны - мат.баланс по НКК - доля отбора.

37.Расчет минимальных флегмовых и паровых чисел.

1) Заданный состав ректификата может быть получен при изменении потока флегмы от min до max величины.

<< - условие нормального протекания процесса ректификации, где - концентрация паров, поднимающихся с верхней тарелки отгонной части колонны; - состав пара, поступающего из секции питания в концентрационную часть колонны; - концентрация НКК в паровой части сырья.

При ↓ потока флегмы → раб.линия DL → DL’→ ,, →lim→ раб.линия DCL’ соответствует режиму минимального орошения.

Выше DCL’ нельзя т.к нарушается условие. Из мат. баланса по верху колонны следует:

.

2) Состав остатка может быть получен при изменении потока паров от min до max величины.

>> - условие нормального протекания процесса ректификации, где - концентрация жидкости, стекающей с нижней тарелки отгонной части колонны; - состав жидкости, поступающей из секции питания в нижнюю часть колонны; - концентрация НКК в жидкой части сырья.

При ↓ потока паров → раб.линия WM → WM’→→ lim .

G/W – масса потока паров → lim (G/W)min→ раб.линия → WFM’, не нарушая условие. Из мат. баланса по низу колонны следует:

38.Уравнение рабочей линии верхней части колонны

(

1) – мат.баланс всей колонны.

(2) – мат.баланс по НКК.

Уравнения (1) и (2) устанавливают зависимость между массами и составами паров и жидкости, проходящих через одно и тоже сечение. Из уравнений следует, что масса потоков паров G равна массе потоков ректификата D и флегмы g, а следовательно масса НКК в парах равна массе НКК в ректификатеи флегме . Подставив уравнение (1) в (2) получим:

(3);

Разделим урав (3) на D и пусть

- уравнение рабочей линии. Устанавливает связь между составами встречных потоков пара и жидкости в произвольном сечении колонны. R – флегмовое число.

Выявим характерные точки, через которые проходит рабочая линия: - т.D. Положение этой точки зависит от состава ректификата .

- т.L. Положении этой точки зависит от состава ректификата и от R, а следовательно от g. При ↑R → т.L перемещается вниз, при R→→ т.L перемещается в начало координат.

Рабочая линия BD и кривая равновесия фаз OEA дают зависимость между содержанием НКК в жидкости и парах.

КРФ связывает концентрации равновесных жидкой и паровой фаз, покидающих теор.тарелку → любая точка на КРФ (т.Е) характеризует жидкость , стекающую с n-тарелки и равновесный пар , покидающий тарелку. Рабочая линия связывает неравновесные жидкую и паровую фазы и каждая точка на РЛ (т.E’) характеризует жидкость , стекающей на данную n-тарелку и пар , поднимающийся с данной тарелки.