Una dintre cele mai comune metode de separare a amestecurilor lichide omogene constând din două sau mai multe componente, este o distilare (distilare și rectificare). În linii mari de distilare este un proces care implică parțial vaporizarea amestecului separat și condensarea ulterioară a vaporilor generați implementate separat sau multiplica. Lichidul se obține prin condensarea compoziției care diferă de cea a amestecului original.
Distilarea este un proces de evaporare parțială repetată și condensarea vaporilor lichizi. Procedeul se realizează prin contactarea vaporilor și fluxurile lichide cu temperaturi diferite, și se desfășoară de obicei în aparatele de coloană. Fiecare contact al lichidului se evapora component cu punct de fierbere scăzut în principal (NCC), care sunt îmbogățite cu vapori și vaporii condensați ai componentei punct de fierbere ridicat predominant (VCC), transformându-se în lichid. Un astfel de schimb bidirecțional de componente se repeta de mai multe ori, aceasta permite să se obțină, în perechea de analiză finală reprezentând aproape pur NCC. Acești vapori după condensare furnizează un distilat separat aparat (rectificat) și reflux - lichidul a revenit la reflux coloanei și interacțiunea cu vaporii ascendentă. Vaporii produși prin evaporarea parțială a reziduului din partea inferioară a coloanei, care este aproape pură. CEB
Distilarea este una dintre cele mai importante procese ale industriilor de alcool și petrol. În prezent, rectificare ce mai utilizate în diferite domenii ale tehnologiei chimice, unde alocarea componentelor în formă pură (în sinteza organică, izotop, polimeri, semiconductori, și diverse alte materiale, de înaltă puritate) este esențială. procesele de distilare se efectuează periodic sau continuu, la presiuni diferite: presiunea atmosferică, sub vid (punct de fierbere pentru separarea amestecurilor de substanțe), și o presiune mai mare decât cea atmosferică (pentru separarea amestecurilor care sunt gazoase la temperaturi normale). O separare mai completă, corectă și economică a amestecurilor în componente se realizează în procesul de rectificare efectuat în aparat - fracționare.
proces rectificare efectuată prin contactul repetat între neechilibru fazelor de lichid și vapori, mașina se deplasează unul către celălalt.
In timpul fazei de interacțiune între transferul de masă și căldură se produce datorită sistemului de aspirație la echilibru. Ca rezultat, fiecare componentă de contact redistribuit între faze: mai multe perechi îmbogățit NCC, iar lichidul - CEB. Contactării multiple conduce la o separare practic completă a amestecului inițial.
proces rectificare efectuate în aparat, al cărui diagramă de curgere depinde de unitatea de destinație și presiunea în acesta, și structura - prin organizarea fazelor de contact.
La implementarea procesului de distilare în trepte în coloana aparatelor în contact vapori și lichid contracurent pot să apară (pe tăvi de tip dezastruoase) în cruce curent (pe talere) cocurrently (plăci cu jet de cerneală).
Dacă procesul de distilare se realizează în mod continuu pe parcursul întregului volum al aparatului coloanei, în timp ce poate avea loc contactul fluxurilor de vapori și lichide doar cele două faze într-un contracurent. Aparate de curent redresat pot fi clasificate, în funcție de scopul procesului, presiunea și dispozitivul intern asigură contactul între vapori și lichid.
Aparate de Technological coloană de distilare scop împărțit în sistemele atmosferice și de vid, cracare termică și catalitică a petrolului de distilare secundară și gaze de rectificare stabilizatoare fracțiuni petroliere, etc.
Pentru aparate de rectificare moderne trebuie să îndeplinească următoarele cerințe: capacitate mare de separare și de capacitatea de producție, fiabilitate și flexibilitate suficientă, costuri reduse de operare, cu greutate redusă și simplitate, design de tehnicitate.
Ultima cerință nu este mai puțin importantă decât prima, deoarece acestea definesc nu numai costurile de capital, dar, de asemenea, în mare măsură influențată de valoarea costurilor operaționale, asigură ușurința și aparate de facilități de producție de asamblare și demontare, reparare, de control și de testare, precum și siguranța operațională și pr.
În plus față de cerințele de mai sus pentru dispozitivele de rectificare trebuie să îndeplinească și cerințele standardelor de stat, inspecții departamentale și Gostekhnadzor normale.
Schema tehnologică a dispozitivului depinde de compoziția amestecului care urmează să fie separate, cerințele de calitate ale produselor obținute din posibilitățile de reducere a costurilor de energie, dispozitivul de destinație, locul său în lanțul de prelucrare a întregului sistem și mulți alți factori.
Procesul de rectificare a amestecurilor lichide se efectuează în unități de distilare, constând din mai multe dispozitive. Luați în considerare separarea unui amestec cu două componente a operațiunii exemplu rectificare un aparat similar (Fig. 10.1). Amestecul trebuie separat este alimentat continuu în coloana de distilare prin admisie situată puțin sub mijlocul carcasei coloanei. Introducerea amestecului lichid a fost redus de dispozitive de contact (plăci), în partea inferioară a coloanei, denumit cubul. Upstream creșteri de vapori de lichid care rezultă din fierberea lichidului în partea inferioară a coloanei. Vaporii formați în esență cuprind IRP și unele CEB. În reacția aburului cu lichidul pe tăvi coloanei CEB condensează și este dus în josul coloanei de curgere a fluidului. Ca rezultat, numărul de IRP crește în vaporii emiși. Astfel, în timpul ridicării ei sunt îmbogățite de vapori NCC. în timp ce lichidul curge în jos, îmbogățit WCC.
Amestecul pornind de la rezervor intermediar 1 printr-o pompă centrifugă 2 este alimentat în schimbătorul de căldură 3, în cazul în care acesta este încălzit la temperatura de fierbere. Amestecul încălzit a fost alimentat într-o coloană de distilare de separare pentru alimentarea plăcii 5, în care compoziția lichidă este compoziția amestecului inițial. Curgând coloanei, lichidul interactioneaza cu NIMA-up sub vapori de formate în timpul fierberii blaz lichid în cazan 4. Compoziția inițială a vaporilor este aproximativ egală cu compoziția fundurilor, t. E. sărăcită volatilelor. Ca urmare a schimbului de masă, cu vapori despre gaschaetsya component lichid volatil
Fig. 10.1. Schematică a plantelor diagrama rectificare:
1 - container pentru amestecul inițial; 2, 9 - pompe; 3- materii prime preîncălzitor teploobmennik-; 4 - încălzitor; 5 - coloană de rectificare; 6 - reflux; 7 - frigider distilat; 8 - un rezervor pentru colectarea distilatului; 10 - frigider blaz lichid; 11 - container pentru fund lichid.
Pentru o mai completă top despre gascheniya coloanei este pulverizată în conformitate cu datele pentru un raport de reflux lichid (reflux) obținut în condensatorul cu reflux 6 prin condensarea vaporilor care părăsește coloana. O parte a condensatului derivat din de flegmatora într-o separare rapidă a produsului - distilatul care este răcit în schimbătorul de căldură 7, și trimis la un rezervor intermediar 8.
Din partea de jos a coloanei 9 pompa este extrasă continuu blaz lichid - produs îmbogățit-volatil component care este răcit în schimbătorul de căldură 10 și o tensiune-S Containerul 11.
Rectificarea amestecurilor multicomponente, dar, în practică, ele sunt mai frecvente decât cele două fluxuri componente prin schema de mai sus, deși numărul utilizat în acest echipament este în creștere.
Unitățile de distilare utilizate în principal, două tipuri de dispozitive: coloana de fază cu un contact în trepte (Belleville) și un contact continuu (film și ambalate).
Distilarea amestecurilor multicomponente poate fi realizată în diferite secvențe, cu multe coloane simple (unul mai puțin decât numărul amestecului inițial de componente) și folosind o coloană de complex.
Pentru procesul de distilare se utilizează coloane cea mai mare parte tavă. Ei au stabilit plăcile orizontale ale dispozitivelor care asigură un contact bun între lichid și vapori.
Diametrul coloanei este determinat în funcție de performanța instalației și viteza de vapori în coloana, care este selectat în intervalul de 0,6 - 1,0 m și / s. Coloane de distilare sunt utilizate în diverse dimensiuni de coloane cu diametru mic de 300 - 400 mm plante mari, cu diametrul de coloane 6, 8, 10, 12 m sau mai mult.
Distanța dintre plăci, 200 mm -350, 350 - 400, 400 - 500
Distanța dintre plăci, 500 mm - 600, mai mult de 600.
Numărul de plăci ale coloanei de distilare sau înălțimea duzei sunt determinate prin calcule tehnologice; aceasta depinde de proprietățile fizico-chimice ale componentelor care trebuie separate, puritatea și eficiența separării cerute plăci. De obicei, coloane de distilare au 10 - 30 plăci, dar coloanele pentru separarea amestecurilor cu puncte de fierbere similare și includ sute de plăci au respectiv o înălțime de 30 - 90 m.
Coloane de distilare operează, în general, la presiune atmosferică sau suprapresiune ușoară. Găsirea coloane utilizarea vid limitate și coloană funcționează la presiune ridicată. Distilarea sub vid utilizat în cazul în care se dorește să se reducă temperatura în coloană, care poate fi necesară în separarea componentelor cu punct de fierbere ridicat sau substanțe instabile la temperaturi ridicate. Distilarea sub presiune ridicată este utilizată pentru separarea gazelor lichefiate și lichidele volatile.