Типовая схема, потоки, терминология

Принципиальная схема процесса непрерывной ректифика­ции бинарных смесей показана на рис. 34. Исходная смесь / подогревается в подогревателе 2 (предпочтительно до темпера­туры кипения или близкой к ней) и через гребенку 3 (обеспечивающую возможность варьирования места подачи) подается в ректификационную колонну 1, внутри которой раз­мещены контактные устройства (тарелки, насадка). Источни­ком парового потока является кипятильник 4, источником жидкого потока — конденсатор 5. В схеме предусмотрены хо­лодильники 6 и 7 продуктов, отбираемых сверху (поток II) и снизу (поток III), а также емкости исходной смеси и продуктов 8—10.

Рис. 34. Принципиальная схема непрерывнодействующей ректификационной установки для разделения бинарных смесей: 1 — колонна, 2 — подогреватель исходной смеси. 3 — гребенка, 4 — кипятильник, 5 — конденсатор, 6, 7 — холодильники, 8— 10 — сборники; I — исходная смесь, II — дистиллят, III — кубовая жидкость, IV — пар, V — флегма, VI — теплоноситель, VII — охлаждающий агент

Принята следующая терминология основных потоков и уз­лов ректификационной установки:

— поток I — исходная смесь, расход её обозначается F, концентрация x_F;

— поток II - дистиллят (или дистиллат), обозначается P, x_P;

— поток III - кубовый остаток (или кубовая жид­кость), обозначается W, x_W;

—поток IV - восходящий паровой поток, обозначается G, y_G;

—поток Ф - нисходящий жидкостной поток, именуемый флегма, обозначается Ф, х_Ф.

Для непрерывного проведения ректификации необходимо, чтобы поступающая на разделение смесь соприкасалась со встречным потоком пара с несколько большей концентрацией ВК, чем в жидкой смеси. Поэтому исходную смесь подают в то место ректификационной колонны, которое соответствует этому условию. Тарелку, находящуюся в сечении подачи исходной смеси в колонну 1, называют тарелкой питания. Положение тарелки питания специально рассчитывается.

Часть колонны, нахо­дящаяся выше тарелки питания (на выходе из нее получается "крепкий" НК), носит название концентрационной (укрепляющей) части колонны. Часть колонны, находя­щаяся ниже тарелки питания (в ней НК отгоняется из жид­кости, исчерпывается), носит название отгонной (ис­черпывающей) части колонны.

Конденсация пара в конденсаторе, отбор дистиллята и возврат флегмы в колонну осуществляют двумя способами, схематично изображенными на рис. 35. По первому способу (рис. 35, а) уходящий из колонны 1 пар полностью конденсируется в конденсаторе 2, откуда часть жидкости возвращается в колон­ну, а остаток выводится из системы в виде жидкого продукта. В дан­ном случае составы всех трех потоков (пара, поступающего в конденсатор, флег­мы и отводимого жидкого дистиллята) одинаковы.

Рис. 35. Схемы конденсации уходящего из колонны пара и возврата в нее части образовавшейся жидкости: а — полная конденсация пара в конденсаторе, б - частичная конденсация пара в де­флегматоре; 1 — колонна, 2 — конденсатор, 3 — дефлегматор, 4 — гидрозатвор; I — исходная смесь, II — дистиллят, III — кубовая жидкость

По второму способу (рис. 35, б) уходящий из колонны 1 пар лишь час­тично конденсируется в конденсаторе 3, и вся образующаяся жидкость возвра­щается в колонну 1. Дистиллят же отводится в виде пара и при необходимости полностью конденсируется в дополнительном конденсаторе 2. В этом случае парциальный конденсатор 3 часто называют дефлегматором, а сам процесс выде­ления флегмы из пара — дефлегмацией. Здесь отводимый из системы продукт богаче НК, чем выходящий из колонны пар и тем более — возвращаемая в колонну жидкость.