Схема работы ректификационной колонны показана на рис. 6.3.1. В среднюю часть колонны поступает сырье, нагретое до определённой температуры. В колонне происходит процесс однократного испарения (ОИ) сырья, в результате которого образуются парыи жидкость, находящиеся в равновесии.
На любой тарелке колонны, например n-й, происходит контакт между парами, поднимающимися на эту тарелку, и жидкостью,стекающей на ту же тарелку. При контакте этих потоков происходит изменение состава фаз и обогащение паров НКК, а жидкости ВКК. Пары поднимающиеся с n-ой тарелки, будут богаче НКК, чем пары с тарелки п–1, а жидкостьстанет богаче ВКК, чем жидкость с тарелки п+1. Затем парыпоступают на вышележащую тарелку п+1, а жидкость – на нижележащую тарелку п–1, где они контактируют с соответствующими потоками жидкости и паров.
Контактирование встречных потоков фаз осуществляется до тех пор, пока не будут достигнуты желаемые составы продуктов колонны: верхнего, называемого дистиллятом или ректификатом, и нижнего, называемого остатком.
Поскольку давление в колонне постоянное, то условие обогащения жидкости ВКК, а пара НКК будет достигаться, если температура потока жидкости на вышележащей тарелке будет меньше, чем температура потока жидкости на n-ой тарелке.Из этого следует, чтотемпература в колонне убывает снизу вверх. Наименьшая температура будет в верхней части колонны, а самая высокая – в нижней.
Поскольку в процессе ректификации должны участвовать два потока паров и жидкости, состоящие из одних и тех же компонентов, но с разными их концентрациями, для обеспечения условий ректификации в верхней части колонны отводят тепло,а в нижней части подводят тепло. При конденсации части паров в верхней части колонны образуется поток жидкости (орошения, флегмы), перетекающей с тарелки на тарелку. Подвод тепла в нижнюю часть колонны обеспечивает испарение части жидкости и образование парового потока.
Та часть колонны, куда вводится сырье, называется питательной секцией. Часть колонны, находящаяся выше ввода сырья, называется концентрационнойили укрепляющей, а ниже ввода сырья — отгоннойили исчерпывающей.
Кроме того, различают простые и сложные колонны. В простой колонне сырье разделяется на два продукта, в сложной колонне число отбираемых продуктов больше двух. Они могут выводиться в виде дополнительных боковых погонов.
Рис. 6.3.1 Схема работы ректификационной колонны
2) Парциальный конденсатор
n-ая тарелка
Низкокипящий компонент – дистиллят (ректификат)
D, QD
Отвод тепла
Qd
Пар
Жидкость
Исходное сырьё
F, QF
Подвод тепла
QВ
Высококипящий компонент – остаток
W, QW
Пар, D
Пар дистиллята (ректификата)
Сконденсировавшийся пар, g
Qd
Пар, D
Сконденсировавшийся пар, g
Qd
Пар, D
Охлажденная флегма, g
Qd
Пар
Жидкость
Пар
Жидкость
Пар
Жидкость
QВ
Нагретый пар, D0
Охлаждённый кубовый остаток
Нагретый кубовый остаток, W
QВ
D0
Нагретый пар, D0
Кубовый остаток, W
3) Холодное испаряющееся орошение
4) Циркуляционное неиспаряющееся
орошение
1) Схема ректификационной колонны
5) Подвод тепла в подогреватель с паровым пространством6) Подвод тепла с горячей струёй
