Определение числа тарелок при ректификации бинарной смеси

Схема ректификационной установки непрерывного действия

Схема ректификационной колонны с вращающимися тарелками

T-x диаграмма

Рис.16 t-x диаграмма

Флегма с параметрами в т. 18 (концентрированный пар) кипящего компонента Х₁₈ подается из дефлегматора в колонну по патрубку – 7. В колонне она вступает в тепломассообмен с паром, состояние которого определяется т.15, поднимающегося из предпоследней тарелки. В результате получается влажный пар или смесь с состоянием С12, которая сепарируется, сухой пар состояние т.17 уходит из колонны в дефлегматор через патрубок 6, а флегма состояние в т.16 опускается вниз, где вступает на второй тарелке в тепломассообмен с паром состояния т.13. В результате этого получаем точку с состоянием С11,а после разделения флегмы т.14 и пара – состояние С10. Таким образом по мере опускания вниз содержание легкокипящего компонента во флегме уменьшается, а пары, поднимающиеся по колонне и вступающие в тепломассообмен с флегмой, наоборот обогащаются легкокипящим компонентом – это и есть принцип ректификации.

На каждой тарелке происходит контактное взаимодействие и процесс тепло и массообмена между паром бинарной смеси и флегмой, а также дефлегмация в объеме и сепарация полученного влажного пара с упругой концентрацией Х при температуре кипения и сухой насыщенный пар.

1. цилиндрический корпус диаметром 2 м.

2. электрический привод

3. вал 200÷250 об/мин.

4. вращающаяся тарелка

5. неподвижная тарелка

6. выход пара

7. подача флегмы

8. движущийся пар

9. движущаяся флегма

Рис.17 Схема ректификационной колонны с вращающимися тарелками

Принцип действия:

Под действием центробежных сил флегма ползет вверх по стенке вращающейся тарелки и стекает с ее краев в виде сплошной кольцевой пленки. Ее пересекает поднимающийся пар, перемешиваясь и взаимодействуя с флегмой.

Достоинства: сокращение габаритных размеров в десятки раз (ρ=8мм)

Недостатки: более сложна в расчете и эксплуатации.

Рис.18 Схема ректификационной установки непрерывного действия

1. ректификационная колонна по высоте условно делится на две части:

I – исчерпывающая часть, в этой части в основном заканчивается процесс перегонки

II – укрепляющая часть, в этой части концентрация легкокипящего компонента меняется мало, но она служит для выхода продукта с гарантированной концентрацией легкокипящего компонента - «укрепляет» концентрацию.

2. перегонный куб

3. исходная бинарная смесь (уровень смеси выше колонны)

4. поверхность нагрева

5. теплообменник для утилизации теплоты конденсации

6. теплообменник второй ступени для подогрева сырья

7. подача греющего насыщенного пара

8. выход из колонны бинарного пара

9. возврат флегмы

10. поверхностный дефлегматор

11. сепаратор для разделения влажного пара и флегмы при t" и сухого насыщенного пара

12. конденсатор

13. готовый продукт

14. линия для заполнения перегонного куба перед началом работы

15. линия для вывода кубового остатка. Работает непрерывно.

Примечания:

При разгонке сложных углеводородов отбор готовых продуктов дополнительно производят с различных уровней ректификационной колонны.

Ориентировочно теоретическое число тарелок в ректификационной колонне определяют по числу треугольников, помещающихся между кривой равновесия и диагональю диаграммы равновесия- n _т

Рис.19 Диаграмма равновесия

Рис.20 Диаграмма равновесия

Примечание: Для более точного определения теоретического числа тарелок по материальному балансу легкокипящего компонента во флегме и бинарном паре определяются уравнения прямых у=Ах + В для укрепляющей и исчерпывающей Частей колонны, покрывающих изменения концентраций при бесконечно большом числе тарелок.

Реальное количество тарелок – n _р

= 0,5

РАЗДЕЛ 5. Вспомогательное оборудование тепломассообменных установок.

Дата добавления: 2014-12-16