Главная » 2011 » Июнь » 14 » Перегонные установки и основные способы перегонки пара. Схема двухступенчатой перегонной установки и ее процесс.
07:08
Перегонные установки и основные способы перегонки пара. Схема двухступенчатой перегонной установки и ее процесс.
Перегонные установки. Составы жидких и паровых фаз, образующихся при перегонке, как правило, значительно различаются своими концентрациями, но при этом все компоненты исходной смеси оказываются представленными в обеих разделившихся фазах. В промышленных условиях перегонка обычно проводится при постоянном давлении. При постепенной перегонке (рис.* 7.8,а) образующаяся в процессе испарения паровая фаза непрерывно удаляется из системы в момент ее образования. Однократная перегонка (рис. 7.8,6) осуществляется таким образом, чтобы образовавшиеся в системе паровая и жидкая фазы оставались в ней до наступления состояния равновесия, после чего их разделяют. Многократная перегонка (рис. 7.8,в) состоит в повторении процессов однократной перегонки с целью более полного разделения исходной смеси. Рис. 7.8. Основные способы перегонки: а — постепенная; б — однократная; в—многократная; 1, 2—испаритель; 3— конденсатор; 4— приемник; 5, 6 разделительный сосуд (сепаратор).
Постепенная перегонка бинарных смесей чаще всего является периодическим процессом, при котором образуются бесконечно малые порции пара (жидкости), поскольку бесконечно мало изменение температуры системы. Многократная перегонка (ряс 7.8,в) состоят из двух и большего числа однократных перегонок. В каждом из этих процессов вновь образовавшаяся фаза отделяется от равновесного остатка исходной смеси, а последний подвергается дальнейшему тепловому воздействию для проведения следующей ступени процесса. Схему многократной перегонки можно рассмотреть на примере работы двухступенчатой установки непрерывного действия (рис. 7.9). Бинарная смесь поступает в подогреватель / с параметрами, соот-ветствующими точке Л, и подогревается до состояния кипения, соответствующего точке В. В перегонном аппарате 2 получаются пары смеси, соответствующие точке С. Далее пары с концентрацией Х2 поступают в конденсатор 3, Конденсация паров бинарной смеси протекает при Х2 =const, но с понижением ее температуры от /г до t2. Далее перегнан-ный дистиллят поступает во вторую ступень—перегонный аппарат 2у где получаются еще более, концентрированные пары (д:з>д:2); из аппарата второй ступени 2 пары поступают в дефлегматор 4, в котором про-исходит частичная конденсация паров (линия EF) и получается влажный пар, соответствующий точке F. Он является смесью сухого пара с концентрацией, соответствующей точке Я, и жидкости с концентрацией соответствующей точке G. Доля пара в смеси соответствует отрезку FG, а доля жидкости— отрезку FH. Затем влажный пар поступает в сепаратор 5, в котором от него отделяется жидкость. Жидкость с концентрацией Х4<хз поступает в бак 5, а пары с концентрацией Х5>Хз направляются в конденсатор 5 где превращаются в дистиллят, и из него поступают в бак готового продукта 5. Необходимо отметить, что при дефлегмации и предыдующей сепарации смеси паров достигается более высокая концентрация, но получается меньшее количество продукта, чем при простой конденсации. Если перегонка происходит в установке периодического действия, то содержание низкокипящего компонента в кубе 2 постепенно уменьшается, причем как в кипящей жидкой смеси, так и в получаемых из нее парах дальнейшая перегонка идет при переменной все увеличивающейся температуре. Рис. 7.9. Схема двухступенчатой перегонной установки и ее процесс на t — x -диаграмме: / — подогреватель; 2 — перегонный аппарат; 3-конденсатор; 4 — дефлегматор; 5— сепаратор; 6 — емкость
Содержание низкокипящего компонента в жидкости в начале кипения й в последующие моменты времени определяется на. кривой кипения точками В, 5', В^ и т. д.; соответственно содержание этого компонента в паax определяется точками С, С, С и т. д. на линии конденсации. Содержание низкокипящего- компонента в парах все время уменьшается и в некоторый момент становится равным его первоначальному содержанию в кипящей жидкости, а затем-—еще меньше (точка СО» тогда дальнейшая перегонка смеси становится экономически нецелесообразной.
