ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сущность процесса ректификации из "Ректификационные установки" Как было показано выше, жидкость и пар, находящиеся в равновесии, имеют, как правило, разный состав. При этом в паровую фазу при выкипании жидкости в большей мере переходит низко-кипящий компонент и, наоборот, при конденсации пара в жидкую фазу переходит преимущественно высококипящий компонент. Различие составов паровой и жидкой фаз позволяет при частичном испарении жидкости с последующей конденсацией пара получить жидкую смесь, обогащенную ннзкокипящим компонентом. Эта возможность обогащения смеси одним из компонентов реализуется практически в процессах дистилляции и ректификации. [c.23] Процессы частичного испарения жидкой фазы или частичной конденсации паровой фазы принципиально могут быть осуществлены двумя способами однократным изменением состояния до парожидкостной смеси с последующей ее сепарацией на различные по составу жидкую и паровую фазу или постепенным кищ1че-нием жидкости при непрерывном отводе пара, более богатого по сравнению с жидкостью ннзкокипящим компонентом. Первый метод называют однократным испарением, второй метод — простой дистилляцией. Процесс однократного испарения нашел себе применение главным образом при физических исследованиях в лабораторной практике. В промышленности этот метод применяется лишь для грубого предварительного разделения смеси и используется главным образом для разделения смесей компонентов со значительной разницей температур кипения, в нефте- и коксохимии. На фиг. 6 представлена схема проведения процесса однократного испарения. [c.23] Уравнение (54) при наличии за висимости У = ср(Х) позволяет рассчитывать зависимость количества получаемого дистиллята от состава в жидкой фазе. [c.25] Рассмотренные процессы частичного испарения жидкой смеси взаимно растворимых компонентов, позволяя обогатить смесь тем или иным компонентом, не дают возможности разделить смесь с получением компонентов в достаточно чистом виде. Для того чтобы осуществить такое разделение, потребовалось бы многократно повторить процесс частичного испарения и конденсации. [c.25] Это принципиально могло бы быть осуществлено в ряде последовательно соединенных испарителей и конденсаторов. Однако,. [c.25] Учитывая необходимость чередования подвода (при испарении) и отвода (при конденсации) тепла, возникает мысль о возможности регенерации, т. е, совмещения процессов испарения и конденсации в одном аппарате с использованием тепла, выделяющегося при конденсации, для процесса испарения. [c.26] Учитывая необходимость передачи жидкой фазы последовательно из одного теплообменника в другой, рационально использовать ее самотек путем установки теплообменников один под другим. [c.26] В современных аппаратах для осуществления процесса разде-.ления смесей — ректификационных колоннах, учтены все эти соображения. [c.26] Точка входа исходной смеси в среднюю часть колонны делит всю колонну на две части нижнюю — исчерпывающую и верхнюю — укрепляющую. [c.27] Снизу колонны поднимаются пары разделяемой смеси, сверху по распределительным устройствам стекает жидкая фаза, называемая флегмой. Поднимающиеся пары, взаимодействуя со стекающей жидкостью, отдают ей (в результате частичной конденсации) высококипящий компонент и получают (в результате частичного испарения жидкости) вместо него низкокипящий. [c.27] Таким образом, поднимающиеся пары постепенно обогащаются низкокипящим компонентом. Стекающая сверху вниз жидкая фаза обогащается по мере движения вниз высококипящим компонентом. [c.27] Для создания потоков паровой и жидкой фазы любая ректификационная колонна снабжается внизу испарительным, а вверху — конденсационным устройствами. [c.27] Следствием первых трех допущений является постоянство потоков пара и жидкости по высоте каждой из частей колонны. [c.27] Из сопоставления записи уравнений рабочих линий через долю флегмы Ф и через флегмовое число Ц, видно, что первая запись гораздо проще и удобнее. [c.29] Преимущества первой записи становятся еще более очевидными, если учесть, что Ф изменяется в пределах 0 Ф 1, а Р в пределах О оо. [c.29] Во всех последующих рассуждениях будем использовать запись через долю флегмы. [c.29] Так же как и процессы однократного испарения и простой дистилляции, процесс ректификации может быть изображен графически на диаграмме равновесия. Наиболее удобной и часто употребляемой для этой цели является диаграмма X—У (фиг. 12). [c.29] Нанесем на диаграмму заданные составы исходной жидкой смеси Хр, дистиллята Хд, кубового остатка Хк -л построим рабочие линии верхней и нижней частей колонны. Как видно из (63) и (64), уравнения рабочих линий выражают линейную зависимость У от X и нанесение их на диаграмму не представляет труда, если известно значение Ф. [c.29] Первому положению отвечает значение Ф=1, при котором отрезок (1 — Ф), отсекаемый линией рабочих концентраций на оси X, равен нулю и, следовательно, обе рабочие линии совпадают с диагональю. В этих условиях ректификационная колонна работает без отбора дистиллята и кубового остатка, что имеет место лишь при испытании аппаратуры. [c.30] Как будет показано ниже, в этом случае требуется бесконечно ольшая поверхность контакта между паром и жидкостью. Практически такой процесс не может быть реализован. [c.30] Вернуться к основной статье