Ректификационная колонна тарельчатая

  • 12 сент. 2011 г.
  • 3867 Слова
Московский Государственный Университет
Инженерной Экологии

Кафедра «Процессы и аппараты химической технологии»

Курсовой проект

по теме

«Ректификационная установка для разделения смеси бензол - толуол»

Студентка: Суворова О.В.

Группа: Н – 40Преподаватель: Касаткин Д.В.

Проект защищен _____________________ 2003 г. на оценку ______________

Зачетная книжка № Н - 054 – 00

1. Описание процесса ректификации.

Ректификация – разделение жидких однородных смесей на составляющие вещества или группы составляющих веществ в результате противоточного взаимодействия паровой смеси и жидкой смеси.
Возможность разделения жидкой смеси насоставляющие её компоненты ректификацией обусловлена тем, что состав пара, образующегося над жидкой смесью, отличается от состава жидкой смеси в условиях равновесного состояния пара и жидкости.
Сущность процесса ректификации рассмотрим на простейшем примере разделения двухкомпонентной смеси, как и в случае нашего задания по курсовому проектированию, где требуется спроектировать ректификационнуюустановку для разделения смеси «бензол-толуол». При ректификации исходная смесь делится на две части: часть, обогащенную легколетучим компонентом (ЛЛК), называемую дистиллятом, и часть, обедненную ЛЛК, называемую кубовым остатком.
Обозначим: Gf – количество смеси, поступающей на ректификацию;
Gp – количество поступающего дистиллята;
Gw – количество получающегося кубового остатка;Xf, Xp, Xw – содержание ЛЛК в исходной смеси, дистилляте и
кубовом остатке соответственно.
Тогда материальный баланс разделения:
- для всей смеси:
Gf = Gp + Gw;
- для легколетучего компонента в смеси:
Gf*Xf = Gp*xp + Gw*Xw.
Обычно ректификационный аппарат состоит из двух частей: верхней и нижней, каждая из котрых представляет собой организованнуюповерхность контакта фаз между паром и жидкостью.
В нижней части исходная смесь взаимодействует с паром, начальный состав которого равен составу кубового остатка. Вследствие этого из смеси извлекается легколетучий компонент.
В верхней ступени пар начального состава соответствующий составу исходной смеси, взаимодействует с жидкостью, начальный состав которой равен составу дистиллята. Вследствие этогопар обогащается легколетучим компонентом до требуемого предела, а менее летучий компонент извлекается из паровой фазы.
Пар для питания ректификационной колонны получается многократным испарением жидкости, имеющей тот же состав, что и кубовый остаток, а жидкость – многократной конденсацией пара, имеющего состав, одинаковый с составом дистиллята.
Рассматривая взаимодействие пара и жидкости вколонне, принимается допущение:
1. Мольные теплоты испарения компонентов одинаковы, поэтому каждый кмоль пара при конденсации испаряет соответственно кмоль жидкости и, следовательно, мольный поток пара, движущегося снизу вверх, одинаков в любом сечении аппарата.
2. При конденсации пара в конденсаторе не происходит изменения состава пара, и, следовательно, состав пара, уходящего из колонны, равенсоставу дистиллята: Xp = Yp.
3. При испарении жидкости в нижней части аппарата не происходит изменения ее состава, и, следовательно, состав пара, образующегося в испарителе, равен составу кубового остатка: Xw = Yw.
Полученный в конденсаторе дистиллят делится на две части. Одна часть направляется обратно в колонну – флегма, другая является отбираемым продуктом – дистиллят. Отношение количествавозвращенного в колонну дистиллята (флегмы) к количеству дистиллята, отобранного в виде продукта – называется флегмовым числом R.
Количество пара, полученного в нижней части колонны, и проходящего по ней, равно:

[pic]

при D = R + 1.
Это равенство доказывает, что разделение смеси при ректификации возможно в результате...
tracking img