Ректификация


Ректификация деп – Қайнау температурасында айырмашылығы бар, көп мәрте қарама – қарсы ағысы нәтижесінде бу мен сұйықтың қатынасы есебінен сұйықтың бөлінуінің диффузиялық процесі.
Бастапқы жүйедегіден гөрі көп мәрте буландыру немесе бір мәрте конденсацияланғанда НКК-ға бай бу алынады, сұйық ВКК бай болып келеді. Бірақ бір мәрте процесте шикізатты бөлу жоғары дәрежеде болмайды.
Көп мәрте және жайлап буландыру немесе конденсация кезінде керек конденсациялы компонентті бу немесе сұйық фазалар алынуы мүмкін. Бірақ, бу немесе сұйық фазаның шығымы, бастапқы қоспаға қарағанда төмен болады. Бұл кезде компоненттерді дәл бөлу қамтамасыз етілмейді, себебі процесс кезінде кұрамы талаптардан бөлек көп мөлшерде бу немесе сұйық фазалары алынады.
Керек концентрациялы компоненттерді және шығатын жоғары өнімдерді алу үшін ректификация процесін қолданады. Ол мұнай – газ өңдеуде, химиялық, мұнай химиялық, оттекті, тамақ және тағы басқа өндірістерде кең қолданылады.
Ректификация кезінде бу мен сұйық тепе – теңдікте болмайды, бірақ олар араласу нәтижесінде тепе – теңдікті орнатуға немесе соған жақындауға тырысады. Сонымен қатар фазаларда температура мен қысымның теңесуі және компоненттердің бір – бірінде таралуы жүреді. Бу мен сұйықтың әсерлесуі нәтижесінде жүйенің тепе – теңдік жағдайға келуі идеалды немесе теориялық, ал мұндай әсерлесуді қамтамасыз ететін қондырғы – теориялық тарелка деп аталады. Екі компонентті қоспаның теориялық тарелка қатысында бөлу мысалы арқылы ректификация процесінің негізін қарастырайық.(сурет ІV – 1)
1. А.Бекбаев, Д. Сүлеев, Б. Хисаров «Сызықты және бейсызықты жүйелердің автоматты реттеу теориясы»
2. Д.В. Васиельев, В.Г. Чуич «Системы автоматического управления»
3. Б.А. Бороденко «Практический курс теории линейных систем автоматического регулирования»
4. Р. Я. Исакович, В.И. Логинов, В.Е.Попадько «Автоматизация производственных процессов нефтяной и газовой промышленности »

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 10 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге




Ректификация деп – Қайнау температурасында айырмашылығы бар, көп мәрте
қарама – қарсы ағысы нәтижесінде бу мен сұйықтың қатынасы есебінен сұйықтың
бөлінуінің диффузиялық процесі.
Бастапқы жүйедегіден гөрі көп мәрте буландыру немесе бір мәрте
конденсацияланғанда НКК-ға бай бу алынады, сұйық ВКК бай болып келеді.
Бірақ бір мәрте процесте шикізатты бөлу жоғары дәрежеде болмайды.
Көп мәрте және жайлап буландыру немесе конденсация кезінде керек
конденсациялы компонентті бу немесе сұйық фазалар алынуы мүмкін. Бірақ, бу
немесе сұйық фазаның шығымы, бастапқы қоспаға қарағанда төмен болады. Бұл
кезде компоненттерді дәл бөлу қамтамасыз етілмейді, себебі процесс кезінде
кұрамы талаптардан бөлек көп мөлшерде бу немесе сұйық фазалары алынады.
Керек концентрациялы компоненттерді және шығатын жоғары өнімдерді алу
үшін ректификация процесін қолданады. Ол мұнай – газ өңдеуде, химиялық,
мұнай химиялық, оттекті, тамақ және тағы басқа өндірістерде кең
қолданылады.
Ректификация кезінде бу мен сұйық тепе – теңдікте болмайды, бірақ олар
араласу нәтижесінде тепе – теңдікті орнатуға немесе соған жақындауға
тырысады. Сонымен қатар фазаларда температура мен қысымның теңесуі және
компоненттердің бір – бірінде таралуы жүреді. Бу мен сұйықтың әсерлесуі
нәтижесінде жүйенің тепе – теңдік жағдайға келуі идеалды немесе теориялық,
ал мұндай әсерлесуді қамтамасыз ететін қондырғы – теориялық тарелка деп
аталады. Екі компонентті қоспаның теориялық тарелка қатысында бөлу мысалы
арқылы ректификация процесінің негізін қарастырайық.(сурет ІV – 1)
Әрбір, мысалы n – ю тарелкаға жоғарыда тұрған тарелкадан gn + 1
мөлшердегі tn + 1 температурадағы сұйықтық ағып және астыда орналасқан
тарелкадан G n – 1 мөлшерде t n – 1 бу көтеріледі. Теориялық қатынаста n –
й тарелкада жүйеде тепе – теңдік орнайды, сонымен
қатар будың G n мен сұйықтың g n бірдей температурада t n болады.

Ректификация процесі жүзеге асыру үшін колоннадағы температуралық
режимі, температура будың жақынына қарай жоғарлайы керек.
t n – 1 t n t n + 1
Масса алмасу процесінің нәтижесінде фазалардың жанасуы кезінде бу
фазасының температурасы төмендейді, будың бір бөлігі конденсацияланып және
ондағы НКК концентрациясы жоғарылайды, ал сұйық фазасының температурасыда
жоғалайды, оның бір бөлігі буланып және оның НКК концентрациясы төмендейді.
Будың және сұйықтың құрамының өзгеруі изобаралық қисық бойынша
көрсетілген.(сурет IV – 2). n – й теориялық тарелкада НКК концентрациясының
қатынасы нәтижесінде бу фазасында величина жоғарлайды ( y n – y n – 1), ал
сұйық фазада величина төмендейді ( x n + 1 – x n), сонымен сұйықта ВКК
концентрациясы жоғарылайды.
Ректификация кезінде масса алмасу екі бағытта да жүреді. Егер бөлетін
компоненттің булану жылуы мен сыйымдылығыда айтарлықтай айырмашылық болса,
онда бу және сұйық ағынның массалары аппарат биіктігі бойынша аз
өзгереді. Мұндай қарама – қарсы жанасуды көп мәрте өткізгенде аппарат
жоғарысында төмен температурада қайнайтын қаныққан компонент алуға
( y – 10), ал төменінен жоғары температурада қайнайтын қаныққан
компонентті сұйық алуға болатыны белгілі. Мұндай жанастыру колоннаның
жоғарысында НКК yД бойынша керек құрамды бу алғанша, ал колоннаның астыңғы
жағындағы сұйық х w құрамды бойынша жасала беріледі.
Мұндай фазаларды қарсы ағынды схемасы бойынша жанастыру негізінен
ректификациялық колонналарда жүргізіледі. Колонна іші әртүрлі : тарелкалар,
насадкалар және тағы басқалар толтырылатын болады.

Ректификациялық колонналар
Ректификациялық колоналар деп – бір – бірінде еритін сұйықтарды дәл
бөлуге арналған вертикаль цилиндрлі аппараттарды айтады. Мұндай бөлу
ректификация процесі арқылы қамтамасыз етіледі, яғни ерітіндінің екі
фазасында біреуі – булы, екіншісі – сұйық.
Ректификация мен сұйықтықты бөлетін диффузиялық процесс тек бұл
сұйықтықтардың қайнау температурасы әртүрлі болған жағдайда ғана жүреді. Бу
мен сұйықтың диффузиясы үшін бір – бірімен жақсы жанасу керек, яғни
ректификациялы колоннада бір – біріне қарсы қозғалып жүруі керек. Сұйық
өзінің салмағымен жоғарыдан төмен қарай, бу төменнен жоғары қарай. Қарама –
қарсы жанасу нәтижесінен булы фаза төмен температурада қайнайтын
компоненттермен, ал сұйық – жоғары температурада қайнайтын компонеттермен
байытылады. Тепе – теңдіктегі булы және сұйық фаза жүйесі масса алмасу және
жылу алмасу нәтижесінде тепе – теңдікке тырысатыны тепе – теңдік қасиетінен
белгілі. Демек, ректификация жүруі үшін, сұйық және бу фазасы жанасу
кезінде бірдей қысымды тепе – теңдік жағдайда болмауы керек. Яғни сұйықтың
температурасы будың температурасынан төмен болуы керек.
Фазалардың эффективті жанасуы үшін ректификациялық колонналар ішкі
қондырғылармен жабдықталған. Осы қондырғылардың конструкциясына байланысты
үздіксіз ( насадкалы колоннада ) немесе сатылы ( тарелкалы колонналарда )
фазалық жанасуы жүруі мүмкін.

Насадкалы колонналар

Насадкалы ректификациялы колонна – конструкциясы бойынша қарапайым,
барлық биіктігі бойынша немесе белгілі аймақтарды насадкалармен толтырылған
вертикаль цилиндрлі аппарат болып келеді.
Насадкалар аққан сұйық пен көтерілетін будың беттік жанасуы жоғары
болу және олардың интенсивті араласу үшін қолданылады. Насадкамен толтырып
аппараттың аймағындағы жанасу және масса алмасу фазалар арасында үздіксіз
жүреді. Осындайымен насадкалы және тарелкалы колонналар ерекшеленеді.
Насадкалы колоннада жоғарыдан төмен аққан сұйықтықтың біртекті
таралуын іс жүзінде жасау мүмкін емес. Әсіресе диаметрі үлкен колонналарда
сұйықтық біркелкі таралмайды. Сондықтан оларда фазаның жанасуы жеткіліксіз,
нәтижесінде дәл бөлу қиынға түседі.
Қәзір насадкалы колонналарды ректификация үшін аз қолданылады, оларды
тарелкалы насадкалар итеріп тастаған. Олардың конструкциясы абсорбция,
экстракция және тағы басқа процестер жүргізу үшін жақсырақ келеді. Бірақ,
қоспаны бөлуге көп тарелка қажет болады, насадка ректификациялық колонналар
орнын басады.
Насадкалы колонналар жұмысындағы негізгі ерекшелік болып – олардың
жоғары гидравликалық кедергісі болып табылады( тарелкалы колоннамен
салыстырғанда ).
Осыған байланысты қайнау температурасы жоғары, көбіне жоғары вакуумде
жүргізу үшін жақсы жағдайлар туады.
V – 5 суретте ( 113 бет ) гудроннан цилиндрлі май – дистилятын алу
үшін жоғарғы вакуумда жүргізілетін насадкалы ректификациялық колоннаның
схемасы көрсетілген. Колонна жоғарғы және төменгі эллипатикалық түбі бар
вертикаль цилиндрлі аппарат. Ол ішкі қондырғылармен биіктігі бойынша
бірнеше секцияларға бөлініп қойылған.
Арнайы шашытқыштармен қамтамасыз етілген екі құбыр коллектор бойынша
бір аса қыздырылған сулы бумен алдын – ала керек температураға дейін
қыздырылған шикізат колоннаға тәуелді. Коллекторлар мен шашқыштар
колоннада тұтас бір ағынды жаю үшін керек. Насадканың бірінші қабаты һ =
0,75 – 1,2 м шикізат және сулы бу кірер жерде орналасқан және ол фазалардың
жанасуы және шикізаттың ауыр тамшыларын бөлу үшін қажет.
Іріттегіш тарелкалар 4, бірнеше құбырмен қамтамасыз етілген 5,
ректификация нәтижесінде насадка қабатынан өтетін 3 және 6, майлы
конденсацияланған дистилят насосқа айдалады. Мұнай өнімінің жеңіл булары
сулы бумен жоғары ұшып, 7 және 8 қабаттары арқылы өтеді. 9
тарелка, алынған сұйық жылу алмастырғышта және салқындатқышта
салқындатылып, насостың көмегімен ороситель арқылы колоннаға ағынды
шашырату үшін қайта кіреді. Шашырату мөлшерін өзгертіп, ол колоннаға
жоғары аймақтың температурасын қалыптастырып және солай колоннаға
жоғары температурада қайнайтын компоненттерге ұшырап кетуін тоқтатады.
Жеңіл конденсацияланған компоненттердің бір бөлігін іріттегіш тарелкадан
тоғыздайын дистилят ретінде айдап алады. Қалған бөлігі диффузиялық
процесте сұйық фаза болып, қайтадан төменге құйылады. Конденсацияланбаған
булар колоннаның жоғарысында орналасқан шлемді құбыр 12 арқылы барометрлік
конденсаторға түседі, онда біртіндеп конденсацияланып, вакуум жасаушы
қондарғылармен сорып алынады. Айдаудан қалған ( гудрон ) колоннаның төменгі
жағынан насоспен резервуарға сорылады.
Масса алмасу интенсивтілігімен қозғаушы бу мен сұйық ағынының
кедергісі көбіне қолданған насадкаға байланысты. Насадканың өлшемі мен
биіктігін элементтік экспериментальдық берілген негізінде және практикалық
жұмыстар негізінде қондырады. Кішкентай мөлшерлі және қиын конструкциялы
насадкалардың жоғары жанасу беті болады, бірақ олар кедергіде орналасады.
Сонымен қатар қиын құрылысты және кішкентай насадкаларды таңдағанда, олар
тез қалдық жинағыш болып келетінін ұмытпау керек.
Насадкалы колоннаның жылу алмасуы қиын емес. Керек жағдайда
тұрақты температуралық режим және будың жылдамдығын ұстап тұру керек.

Тарелкалы насадкалар
Тарелкалы колоннаның құрлысы – онда ректификация процесі көп мәрте бу
мен сұйық фазасының көп мәрте сатылы жанасуына негізделген. Осы мақсатында
ол арнайы қондырғылармен жабдықталған – тарелкалар оларда негізделген жылу
алмасу жүреді, егер колоннаның бос көлеміндей жылу алмасуды санамайтын
болсақ.
Қарапайым колонна. Қоспаны 2 фазаға бөлуге арналған қарапайым
тарелкалы колоннаның схемасы V – 4 ( 117 бет ) берілген. Шикізатты арнайы
қондырғыларда алдын – ала қыздырып, ал сосын сұйық, бу және сұйық қоспасы
ретінде белгілі температурада сіңіргіш секцияларға түседі.
Сіңіргіш секция колоннаны меншікті түрде 2 бөлікке бөледі : жоғарғы –
байытылған және төменгі – айдалған ; концентрациялық және айдалған
секцияларды керекті шамада тарелкалар орнатылған, оларды жоғарыда аққан
сұйықпен төменнен көтерілген бу арасында жанасу жүреді. Колоннаның ішінде
булар мен сұйықтың қарама – қарсы қозғалатын процесіндегі температуралық
режиммен қамтамасыз етіледі, яғни колоннаның жоғарғы және төменгі бөлігіне
кірген шикізаттың керек температурасын ұстап тұру.
Жұмысшы ректификациялық тарелканың беттері колонна бойынша төмен
қарай аққан сұйықтық пен жайылған. Тарелканың қондырғысындағы артық
мөлшердегі сұүйықтық астыңғы тарелкаға ағып кетеді. Тарелкадағы сұйықтық
( флегма ) колоннаға кіргізілген қоспаны бөлетін 2 сұйықтықтан тұрады.
Бұл берілген тарелкадағы компоненттердің мөлшерлік қатынасы сіңіргіш секция
бойынша және басқа тарелкаларға орналасуына байланысты. Бөлінетін
компоненттер әртүрлі қайнау температурасы болады және егер қайнау
температурасында айырмашылық көп болса қоспаларды компоненттерге бөлу
оңайға түседі. Бөлінетін компоненттер меншікті қайнау температурасы ( ауыр
), және қайнау температурасы төмен ( жеңіл ) деп бөледі.
Ректификация нәтижесінде колоннада біреуі қайнау температурасы төмен
компонентті бу түрінде, екіншісі негізінен қайнау температурасы жоғары
компонентінен тұратын 2 өнім алынады.
Қарапайым тарелкалы колоннада қоспаны жоғары температурада қайнайтын
және төмен температурада қайнайтын компонентерге бөлу келесідей жүреді.
Масса алмасу нәтижесінде сұйық және бу фазасы арасында төмен температурада
қайнайтын және жоғары температурада ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Ректификация процесі
Ректификация процесі жайында
Сұйық бу жүйедегі тепе – теңдік
Мұнай мен газдарды айдау және ректификациялау жөнінде
Титан тетрахлоридін тазарту үшін арналған технология және аппаратура
Мұнай өнімдерінің фракцияларының бензин фракциясын әртүрлі әдістер бойынша анықтау
Органикалық заттардың химиялық технологиясы
Этанол–су бинарлы қоспасын бөлуге арналған ректификациялық колоннаны есептеу
Газ өңдеу
Табиғи газды өңдеуге дайындау
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь