Поправяне (от края на rectificatio - изправяне, корекция)
един начин за разделяне на течни смеси, базирани на различните компоненти на разпределението на смес между течност и пари фази. Когато R. пара и течни потоци, които се движат в противоположни посоки (борба с настоящите), многократно се свържат помежду си в специален апарат (fractionators), с част от парата, напускащ апарата (или течност) се връща след кондензация (пара) или изпаряване ( течност). Такова противоток на потока на процеса контакт придружени чрез топлообмен и масообмен което във всяка стъпка на свързване се появят (в границата) преди равновесно състояние; където потоци пара нагоре непрекъснато обогатени с по-летливите компоненти и течащата течност - по-малко летлив. На цена на същото количество топлина в дестилацията (Вж. Дестилиране), R. позволява да се постигне по-голяма добив и обогатяване на желания компонент или група компоненти. R. широко използвани както в промишлеността и в лабораторни и препаративна скала, често в комбинация с други. Разделяне процеси, като например поглъщане, екстракция и кристализация.
Според закон на раул (Вж. Право Раулт) и право Далтон, при условия на термодинамично равновесие концентрация на компонент в I-та двойка Ki по време различава от неговата концентрация в течността, с коефициент на разпределение Ki = ρ * к / п (където ρ * J - и еластичност пара-ти компонент р - общо налягане). Съотношението на коефициента на разпределение на всеки две компоненти Ki и Kj наречен относителната нестабилност и означен αij. Колкото по-αij различава от единство, толкова по-лесно извършване на отделянето на тези компоненти от R. В някои случаи, може да се увеличи αij чрез въвеждане на нов компонент разделят смес (наречена разделящ агент), който образува с някои съставки на азеотроп на системата (Вж. Азеотропна смес ). Със същата цел, се прилагат на кипене разтворител при значително по-висока температура от компонентите на захранващата смес. Подходящи процеси са наречени R. азеотропна или добивната. Αij величина зависи от налягането: като правило, с намаляване αij увеличава налягането. R. при понижено налягане - вакуум - е особено подходящ за отделяне на термично нестабилни съединения.
Апарат за коригиране. Устройства, които служат за R. - fractionators - се състои от действителната колона, където се извършва противотоковия контакт на пара и течност, и устройства, в които има течен изпаряване и кондензация на парата, - куб и обратен хладник. Колоната е вертикално стоящи кух цилиндър, вътре в която са инсталирани р. Н. плаки (контактни устройства с различен дизайн), поставени или оформени частици материал - дюза. Куб и обратен хладник - обикновено е кожухотръбен топлообменници (намерят приложение като тръбни пещи и ротационни изпарители).
Цел на тави и опаковане - развитие на интерфейс и подобрен контакт между течност и пари. Плаките обикновено са снабдени с устройство за течност преливане. Изграждане на три типа препълване пластини, показани на фиг. 1 (а, Ь. С). Външният диаметър на която е равна на височината им като колоните с дюза дестилация обикновено се използват пръстен. Най-честите Рашигови пръстени (Фиг. 2. 1) и техните модификации (фиг. 2. 2-4).
Както в запълнени или плоча колони в кинетичната енергия на парата се използва за преодоляване на хидравличното съпротивление на устройствата за контакт и да се създаде динамична парна диспергира система - течност с висока повърхностна повърхност. Има също fractionators с доставка на механична енергия, в която се създава система дисперсната когато роторът се върти, монтирани на оста на колоната. Ротари телефони имат по-малък спад на налягането във височина, което е особено важно за вакуумни колони.
Чрез разлика непрекъснат и периодичен R. В първия случай, за разделяне смес се подава непрекъснато в дестилационна колона и колоната се непрекъснато изтеглени от две или повече фракции, един обогатен и обеднен други компоненти. Схема на типично устройство за непрекъснато R. - пълна колона - е показано на фиг. 3. а. Пълен колона се състои от две секции - армировката (1) и изчерпателно (2). Захранващата смес (обикновено при кипене) се подава в колоната, където се смесва с т. Н. на течността се екстрахира и се стича на устройствата за контакт (тави или опаковане) изчерпателен раздел противотокови да поток нараства пара. След като се достигне дъното на колоната, течен поток, обогатен tyazheloletuchimi компоненти, се подава в долната част на колоната (3). Тук, течността се изпарява частично чрез нагряване на подходяща среда за пренос на топлина и пара се връща обратно в десорбционната секция. Изтичащият поток от този раздел двойки (т.е.. Н. далечно пасища) влиза секцията ректификационна. Играе своята обогатени лесно летливи компоненти на пара влиза в dephlegmator (4), където обикновено най-добрият напълно кондензирана хладилния агент. Полученият течен поток се разделя на две: дестилата и обратен хладник. Дестилатът е поток продукт като флегма подава към секцията за поправка на кипене, която се стича на устройствата за контакт. Част от течността, получена от дъното на колоната, като т. Н. дъна (също поток продукт).
Съотношението на обратен хладник в размер на дестилат се обозначава R и се нарича съотношение на кипене. Този номер - важна характеристика на Р. Р. Колкото повече толкова по-големи разходи за дейността на процеса. Необходимият минимален разход на топлина и студ, свързани с извършването на конкретна разделение на задачите могат да бъдат намерени с помощта на концепцията за минимален коефициент на кипене, която е чрез изчисления на предположението, че броят на контактни устройства, или общата височина на дюзата клони към безкрайност.
Ако първоначалната смес трябва да бъде отделен по непрекъснат начин на няколко фракции повече от два, след това се прилага последователно или паралелно, последователно свързване на колони.
В периодична РА (фиг. 3. б) първоначалното течната смес в същото време е поставена в дъното на колоната, капацитетът на който съответства на желаната производителност. Парите от дъното на колоната и се подава към издигат обратен хладник, където кондензира. В началния период на целия кондензат се връща в колоната, която съответства на т. Н. режим на пълен напояване. След това, кондензат се разделя на обратен хладник и дестилат. По избор дестилат (или в постоянно съотношение на обратен хладник, или негов вариант) на първата колона са изходни летливи компоненти на умерено и след тона. D. Желаната фракция (или фракции) са избрани за съответния събирането. Операцията продължава да завърши обработка на първоначално заредена смес.
Основи на изчисление ректификационни колони. R. физико-химична гледна точка е сложен процес противоток топлина и масообмен между течност и пари фази в условия усложнени от хидродинамичен ситуация. Този подход за изчисляване на математическото описание на процеса е разработена във връзка с използването на електронни цифрови компютри (МСП).
Но количествено изследване на работата на ректификационни колони обикновено се използва концепция на теоретичните тарелки. Съгласно този хипотетичен разбира контакт плоча устройство в която е установен на термодинамично равновесие между неговата отцепваща потоците на пара и течност, т.е.. Е. Концентрацията на компонентите на тези потоци са свързани между коефициент на разпределение. Всяко реално дестилационна колона може да се свърже с брой теоретично плоча конкретен колона, входните и изходните потоци, които както величината и концентрациите съвпадат с действителната колоната поток. Може да се каже, например, че действителната единица се равнява на неговата ефективност колона с пет, шест, и така нататък. Н. теоретични плочи. От това може да се определи г. Н. ефективност колона като отношение на броя на теоретичните тарелки на тази колона, съответстваща на броя на действително монтирани плочи. За запълнени колони, може да се определи количеството на HETP (височина, равна на теоретична плоча) като съотношение на опаковани височина легло на броя на теоретичните плаки, което е еквивалентно на неговия ефект на разделяне.
С понятието теоретична плоча свързан ползотворно идея отделяне структурни и хидравлични параметри на параметрите на процеса, като съотношението на потока и съотношението на разпределение. Единичната задача за пресмятане на паузите дестилационна колона в същото време на две прости, независим: а) технологично изчисление, когато трябва да се определи кои съединения ще бъдат получени на фиксиран брой на теоретичните пластини, или да намерят, колко да вземе теоретични плаки за получаване на желания състав на отпадъчните води; б) Изчислението, когато трябва да се установи колко да вземат действителни тарелки или височина на опаковане, който се състои в изпълнение на желания броя на теоретичните плаки. Математически, първата задача (а) позволява по-ясна формулировка и намалява до решаване на голяма система от нелинейни алгебрични уравнения (за постоянно действащи колони) или на интегрирането на системи за обикновени диференциални уравнения (за периодични колони). В случай на R. многокомпонентен разтвор смес е достъпна само чрез цифров компютър. Използването на машината също може да се изчисли сложни колони, използването на които, на практика, до известна степен са възпрепятствани от липсата на точно изчисление на по-ранните методи. В хидравличен изчисляване на (б) може да се използва директно емпирична корелация между стойностите на HETP и ефективността от една страна, и дизайна на плочи, типа на дюзата и хидравлични параметри (специфичен товар парни и течни) - от друга, или отношенията между HETP и ефективност на параметрите на кинетичните и дифузия (като коефициентът на масовия трансфер и ефективното разпространение).
Основната област на промишлено приложение на R. - получаване на отделни и индивидуални въглеводородни фракции от петролни суровини в рафинирането и нефтохимическата промишленост, получаването на етиленов окис, акрилонитрил, капролактам, alkylchlorosilanes - в химическата промишленост. R е широко използван в други сектори на икономиката :. цветни метали, кокс, дървесина химически, хранителни, фармацевтични и химическата промишленост.
Лит. Kasatkin AG Основни процеси и апарати за химическата технология, 8 изд. М. 1971 Александров IA дестилация и абсорбционни единици, 2-ро издание. М. 1971 Kogan VB Азеотропна и екстракционна дестилация, 2-ро издание. М. 1971 Olevskii VM Ruchinski VR Поправяне термично нестабилни продукти, М. 1972; Платонов V. Berg BG Разделяне на многокомпонентни смеси. Изчисляване и изследване за поправка на компютри, М. 1965; Чарлз Холандия многокомпонентна дестилация, переулок. от английски език. М. 1969 Е. Krell Manual лаборатория дестилация, Pereulok. с него. М. 1960.
VM Платонов, GG Филипов.
Фиг. 1. плочи верига с преливно устройство: и - капачка (1 - база със слой от течни, 2 - дюзи за преминаването на пара; 3 - шапки, 4, 5 - преливник устройства); б - на елементите S-образна (6); в - сито.
Фиг. 2. Различни видове дюзи: 1 - Рашигови пръстени; 2 - спирални пръстени; 3 - пръстени с преграда; 4 - Pall пръстени.
Фиг. 3. Схеми поток fractionators: и - непрекъсната дестилация; б - периодично коригиране; 1 - усилващата секция; 2 - изчерпване сечение; 3 - см колона; 4 - обратен хладник.
Голяма съветска енциклопедия. - М. съветски Енциклопедия 1969-1978
Свързани статии