ПЕРЕГОНКА И РЕКТИФИКАЦИЯ
ПЕРЕГОНКА И РЕКТИФИКАЦИЯ

Перегонка - это процесс разделения смеси двух (или большего числа) жидкостей, обладающих различными летучестя-ми (различными температурами кипения), с помощью испарения части смеси; при этом образующиеся пары оказываются обогащенными летучим компонентом (компонентами). Конденсация этих паров позволяет получать жидкую смесь, более богатую летучим компонентом по отношению к исходной смеси. С другой стороны, неиспаренная при перегонке смесь оказывается обедненной летучим компонентом (обогащена менее летучим компонентом). Если образующиеся при перегонке пары конденсировать лишь частично, то при этом происходит еще один акт разделения компонентов и оставшиеся несконденсированными пары еще в большей степени обогатятся летучим компонентом за счет преимущественного перехода в конденсат компонента с меньшей летучестью (перегонка с дефлегмацией).

В процессе периодической перегонки концентрации компонентов на выходе из аппарата непрерывно изменяются во времени, поскольку относительное содержание летучего компонента в перегоняемой смеси непрерывно уменьшается.

Ректификация - это разделение жидкой смеси компонентов с различными летучестями в результате противоточного движения жидкой и паровой фаз, в процессе которого пары смеси, соприкасаясь с несколько более холодной жидкой смесью, имеющей большее содержание летучего компонента, конденсируются; за счет выделяющейся теплоты фазового перехода образуются пары, обогащенные летучим компонентом, которые в свою очередь контактируют с жидкостью, конденсируются, и происходит образование паров с еще большим содержанием летучего и т. д.

Существенно, что в результате перегонки или ректификации могут быть получены лишь жидкости, обогащенные летучим и менее летучим компонентами по сравнению с исходной смесью, тогда как чистые компоненты или смесь азеогропного (нераздельно кипящего) состава могут быть получены лишь в теоретически предельном случае.

При проведении непрерывного процесса ректификации разделяемая смесь подается на некоторую промежуточную высоту
(или тарелку) ректификационной колонны, а смеси, обогащенные и обедненные более летучим компонентом, также непрерывно отводятся из верхней и нижней частей установки соответственно.

Уравнения рабочих линий процесса (материальных балансов по летучему компоненту) связывают действительные (рабочие) концентрации компонента в жидкой и паровой фазах в любом сечении колонны.

Как и в процессах абсорбции, при ректификации имеет место понятие минимального флегмового числа соотношения , при котором действительные концентрации компонентов соответствуют их равновесному соотношению . Численное значение реального флегмового числа должно непременно превышать его минимальное значение.


Уравнения тепловых балансов всей ректификационной установки и отдельно дефлегматора позволяют определять необходимые расходы греющего пара в кубе-испарителе и охлаждающей воды в дефлегматоре-конденсаторе.

Число тарелок, необходимых для достижения заданных значений концентраций компонентов, часто находится через понятие ступени изменения концентрации (теоретической или равновесной тарелки). Ступень изменения концентрации - это такой элемент, на выходе из которого концентрации летучего компонента находятся в равновесном соотношении. Число таких ступеней относительно легко находится графическим построением прямоугольных ступенек между рабочими линиями процесса и равновесной кривой для разделяемой смеси . Степень обогащения реальных тарелок определяется опытным путем, после чего вычисляется необходимое число реальных тарелок .