Периодическая ректификация

При периодическом процессе ректификации (рисунок 2.5) в колонне происходит только укрепление паров (роль исчерпывающей

части играет куб). Поэтому всей колонне соответствует одна рабочая линия, определяемая уравнением (2.3). Процесс периодической ректификации проводится: при постоянном флегмовом числе (R = const); при постоянном составе дистиллята (х_d = соnst).

При периодической ректификации содержание низкокипящего компонента в смеси, кипящей в кубе, уменьшается во времени. Поэтому при возврате постоянного количества флегмы в колонну, т.е. в случае работы при R = соnst, дистиллят также обедняется низкокипящим компонентом. В результате дистиллят получают в виде различных по составу фракций, отбираемых в отдельные сборники.

Проведение процесса с получением дистиллята постоянного (начального) состава х_d = const возможно путём постепенного увеличения во времени количества возвращаемой в колонну флегмы (при работе с постоянно возрастающим флегмовым числом R). Осуществление процесса таким способом связано с автоматическим регулированием количества флегмы, возвращаемой в колонну, или количества пара, поступающего из кипятильника, что усложняет установку.

1 – куб; 2 – ректификационная колонна; 3 – дефлегматор;

4 – делитель флегмы; 5 – холодильник; 6 – сборники дистиллята

Рисунок 2.5 – Схема ректификационной установки
периодического действия

В процессе периодической ректификации при R = const концентрация НК в кубе постепенно уменьшается от х_F (в начальный момент) до х_w
(в конечный момент), принимая во времени промежуточные значения (рисунок 2.6а). Как видно из рисунка, при R = const наклон рабочей линии, равный R/(R+1), не зависит от концентрации, и поэтому рабочая линия смещается параллельно своему первоначальному положению.

Однако при всех положениях рабочей линии число единиц перекоса в колонне остаётся неизменным. В связи с этим изменяется во времени состав дистиллята, концентрация НК в нем снижается, принимая последовательно значения х_dн (при составе х_F в кубе) до конечного значения х_dк, соответствующего заданному составу остатка х_wк. В результате получают дистиллят, средний состав которого может быть рассчитан по формуле

. (2.5)

Интеграл в правой части этого уравнения определяют методом графического интегрирования, пользуясь графиком зависимости между составом дистиллята и кубовой жидкости х_d = f(х).

В процессе периодической ректификации при х_d = const для сохранения постоянного состава дистиллята необходимо увеличивать флегмовое число. Возрастание его соответствует увеличению наклона рабочей линии, т.е. повороту её против часовой стрелки вокруг точки "а" (рисунок 2.6б).

А б

Рисунок 2.6 – Расчёт периодической ректификации при постоянном

флегмовом числе (а) и при постоянном составе дистиллята (б)

Дата добавления: 2015-08-18