Ректификация – процесс разделения жидких смесей, который сводится к одновременно протекающим и многократно повторяемым процессам частичного разделения и конденсации разделяемой смеси на поверхности контакта фаз.
Схема ректификационной установки непрерывного действия: 1 – емкость для исходной смеси; 2 – подогреватель; 3 – колонна; 4 – кипятильник; 5 – дефлегматор; 6 – делитель флегмы; 7 – холодильник; 8 – сборник дистиллята; 9 – сборник кубового остатка.
Для непрерывного проведения ректификации, необходимо, чтобы поступающая на разделение смесь, соприкасалась со встречным потоком пара, несколько большей концентрации, чем в жидкой смеси. Поэтому исходную смесь подают в то место ректификационной колонны, которое соответствует этому условию.
Место ввода исходной смеси, нагретой до температуры кипения в подогревателе, – тарелка питания (питающая тарелка). Положение тарелки питания специально рассчитывается. Тарелка питания делит колонну на 2 части:
1. верхнюю (укрепляющую) – происходит обогащение поднимающихся паров НК компонента;
2. нижнюю (исчерпывающую) – происходит удаление НК компонента.
Поток пара, поднимающийся по ректификационной колонне, поддерживается испарением части кубовой жидкости в кипятильнике. Поток жидкости, текущий по колонне сверху вниз, – поток возврата части флегмы, образующийся при конденсации выходящих из колонны паров в холодильнике конденсаторе.
Отношение количества кмолей флегмы, приходящийся на 1 кмоль отбираемого дистиллята – флегмовое число (GR/GD=R).
Материальный баланс простой ректификационной колонны непрерывного действия: GF=GD+GW. xF·GF=xD·GD+xW·GW.
GF, GD, GW – массовый или мольный расходы питания, дистиллята или кубового остатка. хF, хD, хW – содержаниеНК компонента в питании, дистилляте или кубовом остатке (массовые или мольные доли).
При разделении сложных смесей под компонентом понимают фракцию, кипящую в узком интервале температур. Если сырьевой или продуктовый поток представляет собой смесь, кипящую в определенном интервале температур (нефть, бензиновые фракции и т.п.), то для расчета состава таких компонентов сложную смесь разделяют на более узкие по температурам кипения фракции (обычно интервалом 5-10ºС).
|
Схема ректификационной колонны |
Схема простой ректификационной колонны: 1 – колонна; 2 – кипятильник (испаритель); 3 – конденсатор. |
Схема сложной ректификационной колонны (с боковым отбором дополнительных продуктов): 1 – основная колонна; 2 – конденсатор; 3 – основной кипятильник (испаритель). |
2. Варианты отпаривания продуктов из низа колонны
Для создания хорошего отпаривания продуктов из остатков, очень часто существенно усложняют низ колонны (разделяют на 2 части перегородкой). В горячую часть подается водяной пар, за счет чего происходит более полное отпаривание продукта.
Продукт выводится из горячей части низа колонны.
Большое влияние на работу колонны оказывает изоляция, она предохраняет от потерь тепла, обслуживающий персонал от ожогов. Изоляция должна быть легкой, негорючей, прочной, стойкой к метеоосадкам. Обычно ее выполняют из высокопористых материалов, стекловаты, пеностекла, шлакошерсти и д.р. Сверху изоляцию покрывают алюминием, жестью или штукатурят водостойким бетоном. Для поддержания изоляции на колонну ставят специальные упорные кольца, приваривают металлические штыки, ставят сетки, иногда делают специальные пластмассовые фасонные детали, которые ставят на колонну или другую аппаратуру. Толщина изоляции 100-300 мм. Потери тепла через теплоизоляцию минимальные.
3. Висбрекинг (технологическая схема, режим, материальный баланс)
Используется для снижения вязкости гудрона с целью получения котельного топлива. Это процесс легкого термокрекинга. Гудрон, обычно горячий, с низа вакуумной колонны поступает в печь висбрекинга (1). После печи на ряде установок поступает в выносную камеру (2) для углубления крекинга, на ряде установок выносной камеры нет и продукты поступают в эвапаратор (3), где крекинг остаток отделяется от других
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.