ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процесс ректификации из "Переработка и использование газа" ИсхО( гная смесь подается в среднюю (питательную) часть колонны. Пары с верха колонны отводятся в конденсатор, в котором отнимается тепло Qli и пары подвергаются полной или частичной конденсации. Некоторое количество конденсата возвращается в колонну в качестве орошения Q, образуя поток флегмы, необходимой для осуществления в колонне процесса ректификации. Дистиллят О отводится в качестве верхнего целевого продукта колонны. [c.84] Флегма Р с низа колонны отводится в кипятильник, где за счет подвода тепла ( ип подвергается частичному испарению, образуя поток паров К, возвращающихся обратно в колонну для осуществления процесса ректификации. Жидкий остаток из кипятильника XV отводится в качестве нижнего целевого продукта. [c.84] Поверхность контакта фаз в ректификационных колоннах иногда организуется путем их заполнения насадкой однако неравномерное распределение жидкости по сечению колонны, свойственное наса-дочныы колоннам, не обеспечивает надлежащей четкости разделения компонентов, особенно при большом диаметре колонны. Поэтому промышленные ректификационные колонны выполняют обычно с применением поперечных перегородок — тарелок, конструкция которых обеспечивает беспрепятственный переток флегмы с тарелки на тарелку и барботаж паров через образующийся па тарелках слой флегмы. [c.85] Наиболее простым является метод расчета числа ступеней изменения концентрации для разделения бинарной смеси. [c.85] В ректификационной колонне (см. рис. 37) может быть достигнуто разделение бинарной смеси с получением комионентов любой заданной степени чистоты. [c.85] Рассмотрим соотношения между основными величинами для ректификационной колонны. [c.85] Материальный баланс ректификационной колонны выражается следующими уравнениями. [c.85] Для установления зависимости между содержанием в жидкости данного компонента х и содержанием его в парах у в произвольном сечении 1—1 укрепляющей части колонны составляем материальнотепловые балансы части колонны выше этого сечения и конденсатора колонны. [c.86] Аналогично составляя материальные балансы части колонны ниже сечения II—II и кипятильника колонны, найдем зависимость г/ = т1з х) для отгонной секции колонны. [c.87] Соотношение между величинами и С в отгонной секции и величинами Ь ж С в укрепляюш,ей секции зависит от состояния исходной смеси, поступающей в колонну. Исходная смесь может подаваться в колонну в виде жидкости при температуре кипения, смеси насыщенных паров и жидкости или насыщенных паров. Питание колонны переохлажденной жидкостью или перегретыми парами практически стараются не осуществлять. [c.88] При питании аппарата жидкой смесью, содержащей Xf данного компонента, при температуре ее кипения рабочие линии нижней и верхней частей колонны пересекаются иа диаграмме у—х) на ординате x—Xj (рис. 38, а). При этом возможны два предельных положения рабочих линий пересечение их в точке 5 и в точке 3 . Первому положению отвечает бесконечно большое флегмовое число Я — оо). В этом случае изменение рабочих концентраций в аппарате отвечает уравнению у—х и обе рабочие линии лежат на диагонали диаграммы. Это условие соответствует работе аппарата без отбора дистиллята и нижнего продукта. Бесконечно большому флегмовому числу соответствует максимальная движущаяся сила процесса г/р — г/ (стр. 40). [c.88] Положение рабочих линии 1—3—2 соответствует практической работе ректификационной аппаратуры. [c.89] При питании аппарата насыщенными парами положение точки 3 можно выбирать в пределах отрезка З —З на прямой у = У) (рис. 38, б). При питании ректификационного аппарата смесью пара и жидкости точка пересечения рабочих линий 3 должна находиться в области 3 —3 —3 при питании перегретыми парами — в области 2—З —З ири питании жидкостью с температурой ниже температуры кипения — в области 1—3 —3 . [c.89] Уравнения рабочих линий (1, 148) и (1. 149) получены при условии постоянства количества поднимающихся паров и стекающей жидкости ио высоте секции колонны. Это условие может соблюдаться только в том случае, если смеси различного состава по высоте колонны имеют одинаковую дифференциальную скрытую теплоту испарения. В действительности количество поднимающихся паров и стекающей жидкости изменяется по высоте колонны. В этом случае рабочие линии следует строить ио уравнениям (1. 141) и (1. 146) они будут представлять собой несколько изогнутые линии. [c.89] В соответствии с уравнением (1. 134) на линии, соединяющей точки 191 и 1 2 лежит также и точка Р, характеризующая состояние питания колонны. Точки и 8 называются полюсами колонны. [c.90] Методика определения числа ступеней изменения концентраций по тепловой диаграмме учитывает изменение количества паров, жидкости и, следовательно, флегмового числа по высоте секции колонны. [c.91] Преимущество расчета по тепловой диаграмме заключается в том, что по ней непосредственно определяется необходимая тепловая нагрузка конденсатора колонны = и испарителя колонны 1,ип = дкипИ . [c.91] Как видно из диаграммы, значения ю кип и число необходимых ступеней изменения концентраций для получения заданного разделения тесно связаны между собой. С понижением значения а следовательно, и флегмового числа понижается также тепловая нагрузка испарителя в то же время при этом возрастает число необходимых ступеней изменения концентраций. При некотором минимальном положении полюса S , которому отвечает минимальное флегмовое число, прямая совпадает с конодой при этом для осуществления ректификации необходимо бесконечно большое число ступеней изменения концентраций, т. е. колонна должна иметь бесконечно большую поверхность фазового контакта. [c.91] Условность этого понятия уже отмечалась в гл. IV. Значение т]т зависит не только от расхода жидкости, но и от скорости паров, физических свойств перерабатываемых веществ и поэтому изменяется от тарелки к тарелке. Значение т]т зависит также от конструкции тарелки, а именно от закономерности изменения концентраций жидкости на тарелке аппарата и от принятого определения движущей силы процесса на тарелке. [c.91] Методически более правильным расчетом ректификационных аппаратов является расчет, основанный на законах массопередачи с учетом закономерностей, характеризующих реальные поля концентраций на тарелке. [c.91] Вернуться к основной статье