9 Ректификационная колонна с ситчатыми тарелками.
Устройство и принцип действия. Ректификацию широко используют в пром-ти для полного разделения смесей летучих жидкостей, частично или целиком растворимых одна в другой.
Сущность процесса ректификации сводится к выделению из смеси двух или в общем случае нескольких жидкостей с различными температурами кипения одной или нескольких жидкостей в более или менее чистом виде. Это достигается нагреванием и испарением такой смеси с последующим многократным тепло- и массообменом м/д жидкой и паровой фазами; в результате часть легколетучего компонента переходит из жидкой фазы в паровую, а часть менее летучего компонента - из паровой фазы в жидкую.
Процесс ректификации осущ-ют в ректификационной установке, включающей ректификационную колонну, дефлегматор, холодильник-конденсатор, подогреватель исходной смеси, сборники дистиллята и кубового остатка. Дефлегматор, холодильник-конденсатор и подогреватель представляют собой обычные теплообменники. Основным аппаратом установки явл-ся ректификационная колонна, в которой пары перегоняемой ж-ти поднимаются снизу, а навстречу парам сверху стекает жидкость, подаваемая в верхнюю часть аппарата в виде флегмы. В большинстве случаев конечными продуктами явл-ся дистиллят (сконденсированные в дефлегматоре пары легколетучего компонента, выходящие из верхней части колонны) и кубовый остаток (менее летучий компонент в жидком виде, вытекающий из нижней части колонны).
П
роцесс
ректификации может протекать при
атмосферном давлении, а также при
давлениях выше и ниже атмосферного. Под
вакуумом ректификацию проводят, когда
разделению подлежат высококипящие
жидкие смеси. Повышенные давления
применяют для разделения смесей,
находящихся в газообразном состоянии
при более низком давлении. Степень
разделения смеси жидкостей на составляющие
компоненты и чистота получаемых
дистиллята и кубового остатка зависят
от того, насколько развита поверхность
фазового контакта, а следовательно, от
количества орошающей жидкости (флегмы)
и устройства ректификационной колонны.
Ректификацию можно проводить периодическим или непрерывным способом.
Колонны с ситчатыми тарелками гораздо проще по устройству и дешевле, чем, например, колонны с колпачковыми тарелками. Колонны с ситчатыми тарелками (рис 9.1) состоят из вертикального цилиндрического корпуса 1 с горизонтальными тарелками 2, в которых равномерно по всей поверхности просверлено значительное число мелких отверстий. Для слива жидкости и регулирования её уровня на тарелке есть переливные трубки 3. нижние концы трубок погружены в стаканы 4, находящиеся на лежащих ниже тарелках, и образуют гидравлические затворы.
Рис 9.1 — Схема устройства ситчатой колонны
1
– корпус; 2 – ситчатая тарелка; 3 –
переливная трубка; 4- стакан
Газ (пар) проходит в отверстия тарелки (рис 9.2) и распределяется в жидкости в виде мелких струек; лишь на некотором расстоянии от дна тарелки образуется слой пены и брызг – основная область массообмена и теплообмена на тарелке.
Рис 9.2 — Схема работы ситчатой тарелки
Очистка, промывка и ремонт ситчатых тарелок проводятся относительно удобно и легко.