Сущность процесса ректификации

Ректификация – это диффузионный процесс разделения жидких смесей взаимно растворимых компонентов, различающихся по температурам кипения, который осуществляют путем контактирования неравновесных паровой и жидкой фаз. Для получения продуктов с заданной концентрацией компонентов и высокими выходами используют процесс ректификации, который широко применяется в нефтегазопереработке, химической, нефтехимической промышленности.

Вступающие в контакт пары и жидкость при ректификации не находятся в равновесии, но в результате контакта фазы стремятся достичь его или приблизиться к этому состоянию.

Пусть на каждую n-ю тарелку с вышележащей тарелки стекает

жидкость в количестве при температуре и с нижерасположенной тарелки поднимаются пары в количестве при температуре . При контакте на n-й тарелке система достигает состояния равновесия, при котором пар и жидкость будут иметь одинаковую температуру. Для осуществления процесса ректификации температурный режим в колонне должен быть таким, чтобы температура убывала в направлении движения потока паров.

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.

Материальный баланс ректификационной колонны