4.Принципиальная схема колонны однократной ректификации.

Разделяемая смесь в виде ж-ти, пара или смеси поступает в среднюю часть колонны. В нижней части, где перед началом работы смесь находится в виже ж, расположен трубчатый испаритель И. За счёт подвода теплоты в испаритель, стекающая сверху по тарелкам ж-ть испаряется. Пары поднимаются вверх и попадают в конденсатор Кр. Там осущ отвод теплоты. Образующаяся при конденсации жидкость стекает по тарелкам вниз, контактируя с восходящим потоком паров. ТО в колонне осуществляется непр противоточное движение паров и жидкости. В испарителе в начале работы в первую очередь испаряется более легкокипящая жидкость(сжиженный азот). Т-ра кипения в испарителе возрастает и начинается испарение более тяжелокипящей жидкости –кислорода. В конденсаторе пары конденсир-ся и конденсат стекает вниз по колонне, насыщаясь более тяжело кипящим в-вом – кислородом. Т-ра конденсации паров снижается за счёт обогащения их азотом. ТО из верхней части колонны Мб отобран либо газообразный азот, либо жидкий азот. А из нижней – жидкий или газообразный кислород. Позволяет получать чистый кислород, или азот с 7-10% кислорода.

4.Схема колонны 2х кратной ректификации.

Установка состоит из 2х колон, верхней-работающей при изб давлении 0,12-0,14 МПа, и нижней – 0,5-0,6 МПа. В средней части установки расположен конденсатор-испаритель. В трубах конденсируется азот, при давлении 0,5-0,6. А в межтрубном пространстве испаряется кислород при 0,12-0,14 МПа. Сжатый воздух подается в змеевик, расп в нижней части установки и испаряет жидкость , содержащую 40-55% кислорода. Пройдя змеевик воздух дросселируется до 0,5-0,6 МПа, и поступает в среднюю часть нижней колонны, в которой происходит предварительное разделение на чистый азот и кислород с концентраций 40-55%. Одна часть конденсата азота, образующаяся в конденасторе-испарителе служит флегмой в верхней колонне, а другая стекает вниз, обогащаясь при этом кислородом и затем через дросселирующий вентиль поступает в среднюю часть верхней колонны. Флегма, состоящая из конденсата азота через дросселирующий вентиль подаётся в верхнюю часть верхней части. Обе ж-ти стекают по тарелкам обогащаясь кислородом и виде чистого кислорода собираются в межтр пространстве конденсатора-испарителя. Жидкий кислород испаряется за счёт теплоты конденсации азота, нах-ся в трубках конд-ра-испарителя. Часть паров кислорода отводится из установки в виде газового продукта, а часть взаимодействует с со стекающей флегмой. Азот в газообразном состоянии отбирается в верхней части верхней колонны. Пары кислорода и азота в дальнейшем прох теплообменник для охлаждения в-ха перед разделением.

4.Схема установки однократной ректификации воздуха.

При разделении воздуха часть процесса ожижения, протекающего в отделителе жидкости и дросселе(штрих линия) осущ совместно с процессом ректификации. Сжатый воздух после ТОА(т.3') поступает на дросселирование через змеевик, расположенный в испарителе ректф колонны(РК). В змеевике сжатый воздух дополнительно охлаждается и ожижается, тк т-ра его кипения выше т-ры в испарителе, где давление над ж-ю лишь немного превышает атмосферное. Полученный ж воздух (т3) дросселируется до давление в колонне(т4) и в качестве разделяемой смеси и флегмы подаётся на верх тарелку колонны. ТО змеевик служит как бы продолжение ТОА. Теплота испарения передаётся жидкости в нижней части колонны от воздуха, который за счёт этого ожижается. Испаритель играет и роль конденсатора для флегмы. При сравнении с схемой 2хкратной ректификации видно, что в установке использована только нижняя часть(отгонная) колонны. Эта отгонная часть располагается под уровнем питания. Верхняя (концентрационная) часть необходимая для получения технически чистого легкокипящего вещества азота отсутствует. Поэтому из колонны в т6 отводится не чистый азот, а пар, равновесный ж воздуху в т4. Тк полное равновесие не достигается, то практически, пар отходящий из колонны содержит 10-12% кислорода. Пары загрязнённого азота отводят через ТОА противотоком по отношению к поступающему воздуху, аналогично тому, как отводят пары из отделителя при ожижении воздуха, который Мб отведён либо в жидком состоянии т5' либо в газообразном т6'. В 1м случае колонна играет роль и отделителя жидкости. В колонне однократной ректификации м получить до 2/3 кислорода от кол-ва, содержащегося в воздухе, тк 1/3 теряется с азотом. Если кислород отводят в газообразном состоянии пропуская через ТОА, то ж-ть из с-мы не выводится. И следовательно необходимо подавать только то количество, которое компенсировало бы потери от испарения в рез-те теплопритока из окр среды и от разности т-р в т 2, 9 и 8. Поэтому при получении газообразного кислорода не требуется такой затраты энергии, как при получении ж-ти, что позволяет снизить рабочее давление сжатого воздуха. Следовательно, при получении газообразного кислорода процесс ожижения играет вспомогательную роль, обеспечивая необходимую разность температур испарителя и конденсатора, и компенсируя потери ж-ти от разности температур на тёплом конце теплообменника и притока теплоты через изоляцию. Чем меньше эти потери, тем нижу затраты энергии на их компенсацию. Только в пусковой период необх выработка ж-ти а большем количество, чтобы заполнить испаритель и тарелки колонны.