ВВЕДЕНИЕ. Ректификацией называется процесс разделения гомогенных смесей летучих жидкостей путем двустороннего массо- и теплообмена между неравновесными жидкой и Лабораторная работа № 3
Тема: Изучение работы ректификационной установки
Ректификацией называется процесс разделения гомогенных смесей летучих жидкостей путем двустороннего массо- и теплообмена между неравновесными жидкой и паровой фазами, имеющими различную температуру и движущимися противотоком относительно друг друга. В химик0-фармацевтической промышленности ректификацию все шире применяют для выделения компонентов в чистом виде в производствах органического синтеза, полимеров, изотопов и различных других веществ высокой чистоты. Разделение смесей на компоненты осуществляется в аппаратах колонного типа при многократном или непрерывном контакте фаз в режимах многократного кипения, испарения и конденсации. При каждом контакте фаз из жидкой фазы испаряется преимущественно низкокипящий (легколетучий) компонент (НК), которым и обогащается паровая фаза, а из паровой фазы конденсируется высококипящий компонент (ВК), который переходит в жидкую фазу. В результате обмена между фазами получаются в конечном итоге пары, состоящие почти из чистого низкокипящего компонента. Эти пары, выходящие из колонны и конденсирующиеся в отдельном аппарате, представляют собой дистиллят или ректификат (продукт верхней части колонны) и флегму - жидкость, возвращаемую в колонну для орошения и взаимодействия с поднимающимися по колонне парами. Снизу колонны удаляется жидкость (кубовый остаток), представляющая собой почти чистый высококипящий компонент - продукт нижней части колонны. Часть кубового остатка испаряется в нижней части колонны, за счет чего и получается восходящий поток пара. Движущей силой процесса ректификации является разность равновесных и рабочих концентраций компонентов на каждой тарелке. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы является практическое ознакомление с принципом ректификации и методикой испытания ректификационной колонны периодического действия. В задачу работы входит: определение кубового остатка, флегмового числа, скорости паров, теоретического числа тарелок Литература 1. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей М.: Наука,1972. -721 с. 2. Гельперин, Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии/ Н.И.Гельперин.-М.: Химия, 1981.- 812с. 3. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии в 2 ч. М Химия 1995. ч. 1.- 400 с., ч. 2. - 368 с. 4. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. / В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А.Носов и др.; Под ред В.Г. Айнштейна. М.: Логос Высшая школа, 2003, кн. 2.- 872 с. Вопросы к защите лабораторной работы (семинар) 1. Сущность процесса перегонки, коэффициент разделения. 2. Виды перегонки. 3. Установка для простой перегонки, простая перегонка с дефлегмацией. 4. Материальный баланс простой перегонки. 5. Характеристика перегонки под вакуумом, с водяным паром, сублимации. 6. Молекулярная дистилляция, схема промышленной установки. 7. Фазовое равновесие в системах жидкость-пар: основные параметры, правило Гиббса. 8. Смеси с неограниченной взаимной растворимостью, понятие идеального раствора. 9. Диаграммы фазового равновесия для идеальных бинарных систем: изотерма, изобара, гипербола. 10. Понятие - реальные бинарные системы. Диаграмма фазового равновесия для реальной бинарной системы. 11. Характеристика систем с полной нерастворимостью и ограниченной растворимостью компонентов. 12. Азеотропные смеси. Диаграммы у-х для азеотропных смесей с неограниченной растворимостью компонентов. 13. Диаграммы у-х для гетероазеотропных смесей. 14. Характеристика процесса ректификации. Ректификационные колонны: тарельчатые и насадочные. 15. Составные части ректификационной установки.Ректификационная установка периодического действия, принцип работы. 16. Ректификационная установка непрерывного действия, принцип работы. 17. Экстрактивная, азеотропная и солевая ректификации. Материальный баланс ректификации. Тепловой баланс. Флегмовое число, минимальное и действительное. 18. Уравнения рабочих линий для укрепляющей и исчерпывающей части колонны. Расчет диаметра и высоты колонны. 19. Графический способ расчета тарелок.
|
