Во многих химических производствах необходимо производить выделение чистых веществ из смесей жидкостей. Одним из наиболее распространенных методов разделения смесей является ректификация. Этот метод основан на различии в температурах кипения, а, следовательно, и в летучести компонентов смеси. Если летучесть компонентов различна, то состав пара над жидкостью отличается от состава жидкой смеси бульшим содержанием низкокипящего (легколетучего) компонента – НКК. Вследствие этого при противоточном контакте жидкой смеси с парами, который осуществляется при ректификации в результате массообмена, пары будут обогащаться НКК, а жидкость – высококипящим (труднолетучим) компонентом – ВКК.

В конечном итоге пары будут представлять собой более или менее чистый НКК, а жидкость – ВКК.

Процесс ректификации осуществляется преимущественно в тарельчатых или насадочных колонных аппаратах периодическим или непрерывным способом. На ректификацию поступает исходная жидкая смесь, содержание в которой НК составляет хf. В процессе ректификации смесь разделяется на две части: часть, обогащенную НКК – дистиллат и часть, обогащенную ВКК – кубовый остаток. Обозначим в долях НКК состав дистиллата – хр , а кубового остатка – хw .Исходная смесь подается в ту часть колонны, где жидкость имеет состав хf . Стекая вниз по колонне, она взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике. Пар имеет начальный состав, примерно равный составу кубового остатка хw, т.е. является обедненным НКК. В результате массообмена происходит переход НКК из жидкости в пар, а ВКК – из пара в жидкость.

В точке ввода исходной смеси пар может иметь в пределе состав, равновесный с исходной смесью. Для более полного обогащения пара НКК верхнюю часть колоны орошают жидкостью состава хр, которая получается в дефлегматоре путем конденсации пара, выходящего из колонны. Эта часть конденсата называется флегмой. Другая часть конденсата пара выводится из дефлегматора в виде продукта разделения – дистиллата. Жидкость, отводимая из нижней части колонны, называется кубовым остатком. Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный процесс разделения подаваемой в колонну исходной бинарной смеси на дистиллат с высоким содержанием НКК и кубовый остаток, обогащенный ВКК. Если обозначить количество поступающей на ректификацию исходной смеси Gf, количество получаемого дистиллата Gp и количество кубового остатка Gw, то материальный баланс выразится равенством:

Gf = Gp + Gw (1)

Если заданы количество и состав исходной смеси и составы продуктов разделения, то для определения количеств дистиллата и кубового остатка уравнение дополняют уравнением материального баланса для НКК:

Gf хf= Gp хp + Gw хw (2)

Степень разделения – чистота получаемых при ректификации продуктов – определяется физико-химическими свойствами разделяемых веществ, размерами и конструкцией аппарата, условиями проведения процесса (гидродинамикой, давлением и пр.).

На рис 1 в координатах состав пара (у) – состав жидкости (х) графически представлена типичная зависимость между равновесными (линия 1) и рабочими (линия 2 и 3) составами фаз для бинарной смеси. Уравнения линий рабочих концентраций для верхней и нижней частей колонны имеют различный вид:

для верхней части

yв = R / (R + 1) x + xp / (R + 1); (3)

для нижней части

yн = (R + f) / (R + 1) x – (f – 1) Ч Ч xw / (R + 1), (4)

где f = Gf / Gp – удельное количество поступающей исходной смеси;

R = GR / Gp – флегмовое число, представляющее собой отношение количества флегмы, подаваемой на орошение колонны к количеству дистиллата.

В уравнениях рабочих линий составы взаимодействующих фаз выражаются только в мольных долях НКК.

Расчет ректификационной установки для разделения бинарной смеси этиловый спирт-вода

Рис 1 – Х-Y-диаграмма. Зависимость между равновесными и рабочими составами фаз для смеси этиловый спирт-вода

При расчетах процессов ректификации принимаются следующие допущения, мало искажающие фактические условия протекания процесса, но значительно упрощающие расчет:

1 Разделяемая смесь следует правилу Трутона, согласно которому отношение мольной теплоты испарения или конденсации к абсолютной температуре кипения для всех жидкостей является приближенно величиной постоянной.

Для смеси, состоящей из двух компонентов:

rсм / Tсм = r1 / T1 = r2 / T2 - const. (5)

Отсюда следует, что при конденсации 1 кмоль ВК в колонне испаряется 1 кмоль НК, т.е. мольное количество паров, поднимающихся по колонне постоянно.

2 Принимается, что Yp = xp , a Yw = xw , т.е. пренебрегается укрепляющим действием дефлегматора в процессе конденсации в нем паров и пренебрегается исчерпывающим действием кипятильника.

3 Теплоты смешения компонентов разделяемой смеси равны нулю.

Кроме того, в расчетах исходят из того, что смесь, подлежащая разделению, поступает в колонну нагретой до температуры кипения на питающей тарелке. В этом случае точка пересечения рабочих линий низа и верха колонны лежит на ординате x = хf .

Следует отметить, что питание колонны исходной смесью может осуществляться в виде пара и в виде жидкости с температурой ниже

температуры кипения смеси. Из анализа уравнений рабочих линий низа и верха колонны с учетом сделанных допущений следует, что рабочая линия верхней части колонны пересекает диагональ в точке А (при этом x = хр), а нижней – в точке В (x = хw). Между собой эти линии пересекаются в точке С, где x = хf.

По высоте точка С располагается между равновесной линией и диагональю и зависит от R, при Rmin точка С находится на равновесной линии, при Rmax – на диагонали.

По фазовой диаграмме (рис 1) графическим построением может быть найдено число теоретических ступеней изменения концентраций или число "теоретических тарелок". За "теоретическую тарелку" принимается такая условная тарелка, на которой (рис 1) пар состава у1, взаимодействуя с жидкостью состава х1, изменяет концентрацию до равновесной Y1*.

В этом случае число "теоретических тарелок" определяется построением ступеней между рабочими и равновесными линиями в пределах от хw до хр.

На реальных тарелках в колонне не достигается равновесного состояния между паром и жидкостью. Поэтому для аналогичного изменения концентрации требуется большее число действительных тарелок.

Отношение числа "теоретических тарелок" nт к числу действительных тарелок nд в колонне называют средним коэффициентом полезного действия тарелок (КПД колонны): ηср = nт / nд .

Величина КПД как мера интенсивности работы тарелок зависит от гидродинамических условий на тарелке, физических свойств пара и жидкости, кривизны равновесной линии. В связи с тем, что все эти факторы могут изменяться с изменением концентрации, КПД каждой тарелки η будет отличаться от среднего для всех тарелок ηср. Величина ηср определяется опытным путем.

Проведение процесса ректификации требует затраты тепловой энергии. Тепло, необходимое для испарения кубовой жидкости, подводится в кипятильник. Обычно подвод тепла осуществляется насыщенным водяным паром, а для колонн малого диаметра можно использовать электронагрев.

Теоретический расход тепла на проведение процесса определяется из уравнения теплового баланса:

Qк = Gp (R + 1) rp + Gp cp tp + Gw cw tw – Gf cf tf , (6)

где rp – удельная теплота конденсации паров в дефлегматоре;

сf, cp, cw – соответственно, теплоемкости исходной смеси, дистиллата и кубового остатка;

tf, tp, tw – температуры кипения исходной смеси, дистиллата и кубовой жидкости, соoтвeтcтвeннo.

Теплоемкости и скрытая теплота конденсации смесей рассчитывается по правилу аддитивности. Фактический расход тепла несколько больше рассчитанного по уравнению теплового баланса за счет потерь тепла в окружающую среду.

1.2 Принцип работы ректификационного аппарата

Обычно ректификационный аппарат состоит из двух частей: верхней и нижней, каждая из которых представляет собой организованную поверхность 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 НКК.

В верхней ступени пар начального состава соответствующий составу исходной смеси, взаимодействует с жидкостью, начальный состав которой равен составу дистиллята. Вследствие этого пар обогащается НКК до требуемого предела, а ВКК 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.

Полученный в конденсаторе дистиллят делится на две части. Одна часть направляется обратно в колонну – флегма, другая является отбираемым продуктом – дистиллят. Отношение количества возвращенного в колонну дистиллята (флегмы) к количеству дистиллята, отобранного в виде продукта – называется флегмовым числом R.

В ректификационном аппарате снизу вверх движутся пары, а сверху подается жидкость, представляющая собой почти чистый НКК. При соприкосновении поднимающихся паров со стекающей жидкостью происходит частичная конденсация паров и частичное испарение жидкости. При этом из паров конденсируется преимущественно ВКК, а из жидкости испаряется преимущественно НКК. Таким образом, стекающая жидкость обогащается ВКК, а поднимающиеся пары обогащаются НКК, в результате чего выходящие из аппарата пары представляют собой почти чистый НКК. Эти пары поступают в конденсатор, называемый дефлегматором, и конденсируются. Часть конденсата, возвращаемая на орошение аппарата, называется флегмой, другая часть отводится в качестве дистиллята.

Как и для всех массобменных процессов эффективность ректификации зависит от поверхности контакта фаз. Для увеличения поверхности массобмена используют различные контактные устройства насадочного или барботажного типа.

Для восстановления первоначальной производительности мембранного фильтра несколько раз в год должна проводится химическая промывка мембранных фильтров специальными кислотными и щелочными реагентами для удаления накопленных загрязнений.

Для промывки мембранных фильтров можно использовать обычную воду, раствор трилона Б (хелатообразующий реагент), гипохлорит натрия, или лимонную кислоту. Простая промывка мембранного фильтра осуществляется полосканием его в нефильтрованной воде или под струей воды (при этом необходимо вынуть картридж из пенала).

При сильном загрязнении фильтра следует опустить фильтр (прямо в защитном корпусе) в 5% раствор лимонной кислоты (раствор готовится так: 1 чайная ложка сухой лимонной кислоты на стакан тёплой (40-50 градусов) воды и подержать фильтр в этом растворе 5-6 часов, затем промыть под струёй воды и высушить. Первые 0,5 литра фильтрованной воды, полученные после промывки, не использовать. Такую процедуру промывки мембранного фильтра рекомендуется проводить один раз в 3-4 месяца в зависимости от нагрузки.

Частота регенерации (промывки) мембранного фильтра определяется степенью загрязнения исходной воды, если промывка фильтра фильтра требуется чаще чем через 10-14 дней, необходимо проводить предфильтрацию исходной воды.

После использования (перед длительным хранением) фильтр необходимо промыть с применением лимонной кислоты и высушить.

Для более эффективного удаления загрязнений с поверхности и из пор мембраны используют метод обратных промывок, при котором чистую воду (фильтрат) пропускают через мембрану в направлении, обратном направлению фильтрования. Такие промывки производятся намного чаще, чем промывки обычных фильтров с зернистой загрузкой - от 1 до 5 раз в час, но их продолжительность составляет всего 10-30 секунд, поэтому объем сбрасываемой воды составляет 2-5 % от объема фильтрата.

Давайте определимся, что же такое алкоголь. Алкоголь — спирт, формула которого С2Н5ОН — наркотическое, протоплазматическое вещество, работать с которым необходимо в резиновых перчатках и маске. Попросту — это яд. Так определяют это вещество стандарты — характеристики, которые называются Госстандарт (ГОСТ 18300- 72). Так как это яд, его маскируют под так называемые алкогольные напитки. Алкоголь содержится в ПИВЕ, вине, водке, ликерах и других напитках, именуемых алкогольными.

Итак, 10 причин, чтобы не пить алкоголь ВООБЩЕ!

1) fuck мой мозг! Единоразовое употребление яда под названием алкоголь даже в небольших количествах безвозвратно уничтожает несколько тысяч клеток головного мозга — нейронов. Алкоголь содействует склейке эритроцитов — красных кровяных телец, которые намертво закупоривают микрокапиляры и нейроны погибают от кислородного голодания. Погибшие нейроны выводятся из организма с мочой.

Например, в нефтяной промышленности, применение системы регенерации растворителя в сверхкритических условиях совместно с двухступенчатой инжекторной системой компремирования газов низкого давления снижает энергозатраты и количество металлоемкого оборудования для проведения процесса и повышает гибкость технологического процесса. Двухступенчатая инжекторная система компремирования потока газообразного растворителя низкого давления позволяет организовать абсорбционную очистку растворителя от сероводорода, который образуется при регенерации растворителя из асфальтового раствора за счет высокотемпературного нагрева потока в печи и концентрируется в регенерированных растворителях низкого и среднего давления

признаюсь честно в химии и физике я "чайник". я не разбираюсь в технике,машинах,я не знаю как собрать двигатель,притачивать клапана,для меня нет разницы между рефрежераторными установками "Карьер" и "Термокинг".Техника и я не совместимы. Я знаю то что в жизни мне пригодится например как сделать выкройку юбки и т.д,как связать кафточку спицами и крючком,вышивать, как за 20 мин. приготовить вкусный завтрак для всей семьи,все стихи Степанова на изусть,психологию,педагогику и многое другое.

Вопрос-достойный внимания. Пожайлуста, освешите память-что такое солвентный растворитель? Ибо солвент-по анг и есть " растворитель". Получается растворимых растворителей?Каким образом происходит взбивание масла? Там 2 медии- жир в воде / ==ж/в ( молоко ) и вода в жире ==в/ж ( масло). Это скорее из химии эмульций без емузьзифяеров, где методом механического воздействита происходит изменения одной медии в другую.

... не центрифуга тут не церебральная, мыслю так, тут нужно поделить скорость одиночного фотона на массу нейтрино... однака дивергенция кватратической последовательности может не совпадать с дисфункцией простых чисел Фибоначчи...

С точки зрения индукции дедукции и мозговой продукции, вы не компетентны в этом вопросе, поскольку каждый пессимистически настроенный организм катастрофически модифицирует абстракции реального субъективизма))))

этото вопрос конечно интересен,но если разобрать его с точки зрения банальной эрудиции,то каждый индивидуум, модефицирующий субъективизмом,не может игнорировать критерии парадоксальной иллюзии

Это сильно. Есть регенераторы азотные и кислородные. Смутно понимаю принцип действия - только в общих чертах. А вот зачем сольвентные растворители нужны в принципе, - за ответом пойду в Google.

Электрическая диссоциация между двумя электродами и при необходимости из разных растворов или материалов,металлов,при необходимости через плотный фильтрующий материал.

этот вопрос наверное собрал рекордное количество ответов типа "хз" .....я тоже не знаю на него ответ,дочь в школе учится ,увлекается химией ,но и её этот вопрос озадачил...увы

Вопрос замечательный. Жаль, что я поэт, а не химик... Нет, я серьёзно: лучше бы Спрашивалка была наводнена научными вопросами, чем тупостью вроде "ты меня любишь?".

Алексей, а Вам и правда интересно узнать ответ? ... или Вас устраивает то, что большая часть присутствующих, после прочтения вопроса, в осадок выпадают? ))))))))))))

их должно быть много...не надо наверное и быть химиком для этого)) растворители .ацетон.скипидар.уайт спирит...это то что я видела сама..по ремонту дома )))

Абсорбция релятивных флуктуаций в аморфных средах под воздействие когерентного излучения пульсаров с переменным излучением в альфа диапазоне...))))

Для химиков :
способы регенерации
сольвентных растворителей
ещё существуют, кроме
ректификационных
установок . Мембранные
фильтры? Центрифуга

Если вы химик, то у меня к вам вопрос: вреден ли для детей наполнитель для мебели, в виде шариков? Ими набивают кресла- груши и всякие пуфы.

Если посмотреть с точки банальной эрудиции, то не каждый индивидуум имеет право игнорировать тенденции парадоксальных эмоций

..деасфальтизация или же фракционирование с помощью этого же растворителя и еще много чего..дальше пусть следующий продолжет..