перегонка
.docxПерегонные установки.
Физические основы перегонки.
Подразделяют на дистилляционные установки и ректификационные установки.
Основа процесса в том, что происходит разделение жидкости или (р-ра) на определенные компоненты. Сущность процесса, в том, что отдельные компоненты, входящие в смесь кипят при разной t-ре. А так как они имеют разную температуру кипения, то в парах, образующихся в процессе кипения смеси будет также смесь этих компонентов, но с концентрацией отличной от жидкостной.
Компоненты, имеющие более низкую t-ру кипения также называют низкокипящими компонентами (НКК) или легкокипящих компонент?
Компоненты у которых t-ра кипения выше температуры кипения смеси называют высококипящим компонентом(ВКК).
Под перегонкой или дистиляцией понимается процесс кипени жидкой смеси с последующей конденсацией получившихся паров.
Под ректификацией понимаетсямногократный процесс испарения и конденсации в результате протиоточного движения газов и жидкоси.
При ректификации возможо получить полное разделение смеси на на отдельные компоненты. Приперегонке это невозможно.
При ректификации возможно получить полное разделение смеси на отдельные компоненты. При перегонке это невозможно.
Все смеси , которые подвергаются разделению можно подразделить на 2 группы.
А) смеси со взаимно-растворимыми компонентами.
Б) смеси со -нерастворимыми компонентами.
Смеси взаимно состоящие из взаимно-растворимых компонентов называются рассолами.
Смеси состоящие из взаимно-нерастворимых не являются растворами.
Смеси со взаимно-растворимыми компонентами называются идеальными расстворами. Ими также называют растворы, подчиняющиеся закону Рауля.
При расчете перегонных установок встречается два понятия концентрации
А) массовая т.е. отнесенная к массе раствора-а
а-колличество компонента А относящееся к массе смеси.
A-концетрация легколетучего компонента?
Весь расчетведется по компоненту А.
Б) молекулярная или мольная концетрация
Для растворов и смесей определение физических свойств растворов и смесей осуществляеться по закону смешения.
+)
Закон Рауля: Парциальное давление газа находится в равновесии со смесью будет равно упругости газов данного компонента, находящегося при t-ре смеси, умноженную на мольную долю данного компонента.
Парциальное давление компонента А.
x Концентрация компонента в жикости.
Существует закон Дальтона:
Концентрация компонента в жидкой фазе определяется
Для смеси характерно понятие число степеней свободы.
Выражение Коновалова.
K- число компонентов входящих в эту смесь.
f- число фаз которые могут существовать.
S=2.
Смесь характерезуется: x,P,t
По закону Дальтона для смеси вытекает, что парциальное давлениепара отдельного компонента будет равно общему давлению, умноженному на молярную долю данного компонента в паровой фазе.
– закон Дальтона.
Изменение парциального давления от концентрации линейная.
Лекция № 22
Для расчета перегонных установок применяються диаграммы фазового равновесия характерезуються зависимостью между концентрацией газовой и паровой фазы. И диаграмма характеризующая температуру кипения смеси и концентрацию компонента в паровой и жидкой фазах.
, упругость паров над поверхностью чистого компонента.
/// температур в процессе кипения чистого компонента А и чистого компонента В; . Разбиваем этот интервал на произвольное число. По … определяться упругости паров данных компонентов.
Все соотношения величин упругости газов определяться концентрацией.
Кривая изменения фазовых компонентов в зависимости от закона Рауля.
- температура кипения высококипящего компонента.
I – область жидкого состояния смеси.
II – область влажного пара.
III – область (состояния смеси) в виде перегретого пара.
…., когда осуществляют …от другой ….
Процесс кипения? Изображается ( ) 1-1I
Если смесь будет … образуеться смесь ….
1I -1II процесс конденсации пара(только лишь при полной …
Но … смеси … . Это …. . Для них характерно: 1) изменяеться PA и PO …
Тогда лежащая правее т.А имеет более низку концентрацию.
Как только дошли до т.А то концентрация легко-кипящего компонента равна концентрации жидкости. К азиотропным смесям относятся смеси этилового спирта и воды и т.д.
В … можно сдвинуть т.А влево или впарво за счет изменения общего давления. Но это очень дорого.
Левее т.А, то в остатке можно получить чистый компонент В. Смесь с Х в результате кипения образуетьсяпар легко-кипящего компонента и мольной концентрации, ….
По мере кипения концентрация уменьшаеться.Получаем левее только высоко-кипящий компонент.
Простая дистиляция.
-
Подогреватель смеси
-
Куб дисцилятор
-
Концентратор
-
Куб дисцилятор II ступени
-
Дефлегматор
-
Сепаратор
-
Концентратор холодильник
-
Бак сбора???
Т.1 смесь перед подогревателем
1-2 процесс подогрева исходной смеси в подогреватели 1.
2-2I процес кипения в кубе дисциляторе 2ой ступени.
2I-3 процесс конденсаци в конденсаторе 3.
3-3I процесс подогрева смеси в кубе дисциляторе II ступени.
Дефлегматор- аппарат где происходит частичная конденсация паров. При ней происходи увеличение концентрации паров легко-кипящего компонента.
3I-e процесс в дефлегматоре.
Точка е характерезуетьсяжидкостью т.4 и пара т. 4I
4-е кол-во газа(сущ. На т.4I), который создаеться в этй смеси.
e-4I кол-во жидкости в смеси пармаетров т.4I.
е-4-4I процесс разделения влажного пара в сепараторе.
4I-5 процесс в конденсаторе-холодильнике.
Концентрация т.5>т.5I. Если такой процесс дефлегмации осуществить в самом аппартае то мы можем получить более высокую концетрацию легкокипящего-компонента на выходе из куба дисцилятора. Однако в … осуществить процесс дефлегмации невозможно. Оычно процесс дисциляции являеться….
Это приводит к тому, что т. 2 и ….. концентрация … Концентрация……
Ректификация.
1 – насос исходной смеси; 2 – подогреватели исходной смеси; 3 – ректификационная колонна; 4 – испаритель колонны; 5 – дефлегматор-конденсатор; 6 – сепаратор; 7 – холодильник готового продукта; 8 – насос охлаждающей воды.
Ректификационная установка состоит
II ректификационная колонна в нижней части которой размещен куб колонны к которому …
III дефлегматор(как конденсатор) происходит полная очень часто конденсация часто.
IV конденсатор холодильник (охлождение дистилята)
V бак готовой продукции, куда сливается дисцелят
VI гидравлический затвор, для того чтобы пар из колонны не поступал в дефлегматор. Для .... флегму в колонну. Под флегмой понимаетсяжидкость подающаяся из дефлегматорав колонну для обогащения смеси.
VII сепаратор дляразделения смеси дефлегматора.
Принцип работы ректификационной установки.
В кубе колонны происходи кипение смеси имеющей концентрацию т. 1. В результате кипения смеси
Образуються газы с концентрацией 1I. Эти газы приходят под 1ую тарелку и в результате происходящего на тарелки тепло и массо обмена они конденсируються.
1l-2 процесс полной конденсации
Так как в процессе конденсации выделяется r, то это тепло идет на образование нового пара но с более высокой концентрацией.
2-2l процесс кипения жидкости на тарелки в результате выделяется теплота.
Процесс идет до точки 4l. Этот пар в дефлегматор, где происходит частичная конденсация до т.2 так бы происходило если бы пар не взаимодействовал со стекающей флегмой .
1l-1ll процесс взаимодействия пара с жидкостью.
Процесс конденсации заканчивается в с?????На тарелке одновременно происходит и конденсация и образование пара.
На 2ой тарелке пар и жидкость с более высокой концентрацией. Часть готовой флегмы поступает назад, за счет этого происходит дополнительное и непрерывное обогощение. ……
Под рефтификацией понимается процесс тепло и массообмена при
Лекция №23
На тарелки происходит процесс 1l-1ll.
Со 2ой тарелки уходит пар параметрами 2l он выделяется с флегмой со следущими параметрами . Происходит разделения в-ва и пара с параметрами 3l и жидкостью с параметрами 1ll. За счет установки дефлегматора увеличивается концентрация до x5. Жидкость легкокипящего компонента(флегма), а повышает концентрацию легкокипящего компонента. Компоненты входящие в р-р имеют различную температурукипения.
В при этой концентрации легкокипящего компонента выше, чем в исходной смеси.
Классификация ректификационных установок.
По 2ум признакам:
-
По принципу работы
А) периодического действия
Б) непрерывного действия
А) применяет при разделение небольших смеси . В остальных случаях Б)
2) По виду поверхности тепло и массообмена
А) ректификационные установки с насадочными колпачками
Б) барабанного типа (состоит из с тарелками (колпачковые, ситчатые, клапанные )
Колпачковые тарелки.
В жидкости происходит процесс барбатажа, т.е частичная конденсация. Тарелки устанавливают для увеличения поверхности тепло и массо-обмена (пара с жидкостью)
Ситчатые.
Бывают провальные и безпровальные. Для провальных характерно отсутствие сливного устройства, т.е жидкость проходит через сито. Расположение отверстий по сторонам
Клапанные тарелки.
Основное требование к установки ректификацикационных колон это, чтобы были 1)max поверхность тепло и массо-обмена 2) простота устройства