Перегонка и ректификация

Перегонка и ректификация — наиболее распространенные методы разделения жидких однородных смесей, состоящих из двух или нескольких летучих компонентов.

Процессы перегонки и ректификации широко применяют в пищевой промышленности при получении технического и пищевого этилового спирта, в производстве ароматических веществ и др. Перегонку используют для грубого разделения смесей. Для наибо­лее полного их разделения применяют ректификацию.

Процессы перегонки и ректификации основаны на различной летучести компонентов смеси при одной и той же температуре. Ком­понент смеси, обладающий большей летучестью, называется легко­летучим, а компонент, обладающий меньшей летучестью, трудно­летучим. Соответственно легколетучий компонент кипит при более низкой температуре, чем трудно летучий. Поэтому их называют также низкокипящим и высококипящим компонентами.

В результате перегонки или ректификации исходная смесь разде­ляется на дистиллят, обогащенный легколетучим компонентом, и кубовый остаток, обогащенный труднолетучим компонентом. Дис­тиллят получают в результате конденсации паров в конденсаторе-дефлегматоре. Кубовый остаток получают в кубе установки.

Перегонка представляет собой процесс однократного частичного испарения жидкой смеси и конденсации образовавшихся паров.

Простая перегонка может проводиться с отбором фракций, с дефлегмацией, с водяным паром или под вакуумом (молекулярная перегонка).

Фракционная перегонка заключается в постепенном испарении жидкости, находящейся в перегонном кубе.

Образовав­шиеся пары отводятся в холодильник и там конденсируются, а дис­тиллят собирается в сборнике. Кубовый остаток удаляется из куба после окончания процесса. Обогрев куба осуществляется насыщен­ным водяным паром или дымовыми газами.

При испарении смеси содержание легколетучего компонента в дистилляте непрерывно уменьшается от максимального в начале до минимального в конце перегонки. Это позволяет получать несколько фракций дистиллятов различного состава, собирая их в разные сборники. Способ перегонки с разделением смеси на несколько фракций, в различной степени обогащенных летучим компонентом, называется фракционной перегонкой.

Простая перегонка с дефлегмацией (рис. 5) проводится для увеличения степени разделения исходной смеси. В этом случае пары, уходящие из перегонного куба, поступают в дефлегматор, где частично конденсируются. При частичной конденсации образуется флегма, обогащенная труднолетучим компонентом, которая сли­вается обратно в куб и взаимодействует с выходящими из куба пара­ми.

Пары, обогащенные легколетучим компонентом, поступают в конденсатор. Дистиллят собирается в сборниках. Кубовый остаток удаляют из перегонного куба после достижения заданной концент­рации.

Перегонку с водяным паром проводят с целью понижения темпе­ратуры кипения исходной смеси веществ, кипящих при температу­рах свыше 100 °С, компоненты которой нерастворимы в воде. При такой перегонке отгоняемый компонент получается обычно в виде смеси с водой при температуре кипения или атмосферном давле­нии — меньшем, чем температура кипения воды.

Ректификация представляет собой разделение смеси на составля­ющие ее компоненты в результате многократного частичного испа­рения жидкости и конденсации паров. Проводят ректификацию в колонных аппаратах, снабженных контактными устройствами (та­релками различной конструкции) либо заполненных насадкой, изго­товленной из различных материалов (керамика, металл, дерево). Процесс взаимодействия пара с жидкостью происходит в противото­ке, и в каждом контактном устройстве пары конденсируются, а жид­кость частично испаряется за счет теплоты конденсации пара. Таким образом, пар обогащается легколетучим компонентом, а жидкость, стекающая в низ колонны, — труднолетучим компонен­том. В результате многократного взаимодействия пара и жидкости дистиллят содержит почти чистый легколетучий компонент, а кубо­вый остаток — труднолетучий.

Поиск по сайту: