6.3. Принципиальное устройство ректификационной колонны

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 пары и 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 жидкость станет богаче ВКК, чем жидкость с тарелки п+1. Затем пары поступают 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, что температура 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.

Рис. 6.3.1 Схема работы ректификационной колонны

2) Парциальный конденсатор

3) Холодное испаряющееся орошение

4) Циркуляционное неиспаряющееся

орошение

1) Схема ректификационной колонны

5) Подвод тепла в подогреватель с паровым пространством 6) Подвод тепла с горячей струёй

(парциальный кипятильник)

Та часть колонны, куда вводится сырье, называется питательной секцией. Часть колонны, находящаяся выше ввода сырья, называется концентрационной или укрепляющей, а ниже ввода сырья — отгонной или 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.