ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Типы и конструкции ректификационных аппаратов из "Оборудование производств Издание 2" Реакционные аппараты, в которых одновременно осуществляется ректификация образующихся систем, нашли в последние годы применение в промышленности основного органического синтеза и в других производствах. Особенно эффективно их применение в тех случаях, когда удаление продуктов реакции позволяет существенно сдвинуть равновесие или ускорить реакционный процесс. Предложено, например, применение реакционно-ректификационного процесса в производстве сложных эфиров, диметилформ-амида и др. Реактор конструктивно может быть выполнен в виде тарельчатой или насадочной колонны, разделенной на зоны, в которых преимущественно протекают либо реакционные, либо ректификационные процессы. [c.356] Совмещенные реакционно-ректификационные процессы очень сложны, и строгий расчет их пока не создан. Однако имеются расчеты для некоторых упрощенных случаев. Так, Марек предложил метод расчета ректификации при наличии химической реакции, взяв за основу итерационный расчет ректификации по Сорелю и Мак-Кэбу и Тиле. При этом наличие химической реакции в жидкой фазе учитывается введением в уравнения материального и теплового балансов дополнительных членов, соответствующих изменению количества вещества и тепла за счет реакции. [c.356] Показана возможность приближенного расчета эффективности реакционно-ректификационного аппарата по методу разделяемых пар компонентов, основанному на экспериментальном исследовании процесса в лабораторном масштабе в условиях, максимально близких к работе рассчитываемого промышленного аппарата. При этом необходимые характеристики реакционной зоны (задержка вещества, количество катализатора) определяются отдельно также на основе лабораторного исследования. [c.356] Ректификация издавна является одним из наиболее важных методов разделения жидких смесей. В настоящее время этот метод применяется для разделения простых и сложных смесей, веществ, способных образовывать азеотропы, а также веществ, обладающих весьма близкими температурами кипения. [c.356] Несмотря на отмеченные недостатки, ректификация в технологии ООС и СК применяется чрезвычайно широко во всех без исключения технологических процессах, в которых продуктами являются жидкости и легко сжиженные газы, а также в таких производствах, где конечные продукты—твердые вещества (например, высшие жирные кислоты, хлоруксусная кислота) или трудно сжижаемые газы (например, этилен). Лишь небольшое число таких производств, например получение ацетилена, щавелевой кислоты, моющих веществ, обходится без ректификации. [c.357] В промышленности ООС и СК большое место занимает ректификация многокомпонентных смесей. [c.357] Широкое применение находит ректификация смесей, близких по физико-химическим свойствам, например углеводородов с одинаковым числом углеродных атомов. Извлечение какого-либо компонента из такой смеси обычными методами ректификации в большинстве случаев невозможно или экономически нецелесообразно. Тогда пользуются ректификацией в присутствии разделяющего агента, известной под названием экстрактивной ректификации. Если этот компонент образует азеотроп с одним или всеми веществами, присутствующими в смеси, то ректификация называется азеотропной. [c.357] Перечисленные виды ректификации существенно различаются по физико-химическим основам, а потому соответствующая аппаратура должна рассчитываться различными методами. Принцип действия и конструкции ректификационных аппаратов, применяемых для различных вариантов разделения, одинаковы. Имеются лишь отличия в технологических схемах, взаимном расположении и размерах отдельных частей установок. [c.357] Как известно, процесс ректификации заключается в про-тивоточном взаимодействии пара и жидкости, осуществляемом в аппаратах с непрерывным или ступенчатым контактом фаз. Очевидно основным условием высокоэффективной работы ректификационного аппарата является обеспечение благоприятных условий массопередачи. [c.357] В промышленности СК и ООС используют ректификационные аппараты четырех типов тарельчатые, насадочные, трубчатые (ин-жекционные) и механические. Основными являются первые два типа, широко и подробно рассматриваемые в общей и специальной литературе по процессам и аппаратам. Трубчатые колонны используются только в производствах СК, механические колонны применяют редко. [c.358] Конструкции тарельчатых ректификационных колонн известны и не нуждаются в пояснениях. Однако в последнее время в промышленности ООС и СК нашли применение тарельчатые колонны большого диаметра (9—10 м и более), что вызвало существенные затруднения при эксплуатации колонн обычной конструкции. В частности, при таких диаметрах трудно обеспечить горизонтальность тарелок и избежать их прогиба. Кроме того, большие трудности вызывает конструирование и монтаж шлемовых (для отвода пара сверху) труб, диаметр которых может достигать 1,5—2 м. Все эти недостатки могут быть устранены при использовании недавно предложенной конструкции ректификационной колонны с внутренней трубой, служащей для отвода паров сырья и одновременно опорой для тарелок (рис. VI. 6). [c.359] Ректификационные колонны с насадкой конструктивно весьма мало отличаются от насадочных аппаратов для абсорбции и экстракции. За рубежом основным в исследованиях конструкций ректификационных аппаратов является усовершенствование тарельчатых колонн, в Советском Союзе большое внимание уделяется и насадочным колоннам (Кафаров с сотрудниками). [c.359] Трубчатые (инжек-ционные) ректификационные колонны нашли некоторое применение в промышленности ООС и СК. Колонна (рис. VI. 8) представляет собой систему сепараторов 3, соединенных паровыми и жидкостными трубами, в которых с помощью инжектирующего устройства 2 и происходит смешение пара с жидкостью в сепараторах 3 пар и жидкость разделяются. Пар направляется в трубу, отвечающую вышележащей ректификационной тарелке, а жидкость — в трубу, отвечающую нижележащей ректификационной тарелке. По основным показателям — расходу тепла, холода, металла и т. п. — они не имеют существенных преимуществ перед обычными ректификационными колоннами с колпачковыми тарелками, однако много сложнее и требуют более высокого давления в кубе введение их в режим сопряжено со значительными трудностями. [c.360] Механические колонны. Из аппаратов этого типа наибольшее применение в промышленности ООС и СК нашли центробежные пленочные ректификационные аппараты (рис. VI. 9). В них с помощью быстро вращающегося цилиндрического или спиралевидного ротора создается движение жидкости в виде тонкой пленки, противотоком к которой с большой скоростью движется пар. В результате условия массопередачи оказываются очень хорошими и эффективность ректификации велика. [c.360] Помимо охарактеризованных ректификационных аппаратов имеются и другие конструкции, предназначенные для специальных целей, например молекулярной перегонки . [c.360] Вернуться к основной статье