Химическая технология. Носенко В.Н - 25 стр.

                  Лабораторная работа № 5
    РАЗДЕЛЕНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ
                РЕКТИФИКАЦИЕЙ

     Цель работы: Ознакомиться с устройством и принципом
работы аппарата для перегонки нефтепродуктов АРН-2. Отогнать
из нефти бензиновую фракцию. Исследовать некоторые физико-
химические свойства нефти и нефтяной фракции.

          Основные определения и теория процесса
                                                                           Рис. 5.1. Схема потоков в ректификационной установке:
      В свете современных представлений нефть состоит из низ-       1 – ректификационная колонна; 2 – куб-испаритель; 3 –дефлегматор.
ко- и высокомолекулярных углеводородных и неуглеводородных         Расходы, кмоль/с; GF – исходной смеси, GD – дистиллята, GW – кубового
компонентов. Это дисперсная система, характеризующаяся слож-                     остатка; GV –парового потока; GR – флегмы.
ной внутренней организацией, способной изменяться под воз-         Относительные молярные потоки (в расчете на 1 кмоль дистиллята):
действием внешних факторов. Вследствие этого физико-хими-          F – исходной смеси; W – кубового остатка; V – пара; R – флегмы (флег-
ческие параметры нефти (плотность, вязкость и т. д.) не являются   мовое число). Концентрация легколетучего компонента: xF – в исходной
аддитивными величинами и определяются по эмпирическим фор-           смеси; xD – в дистилляте; xW – в кубовом остатке; x, y – переменные
мулам чаще всего на основе средней температуры выкипания и                     по высоте колонны, т. е. текущие концентрации
характеристических коэффициентов, отражающих химический
состав. Основную массу нефти составляют углеводороды трех го-            Через ректификационную колонну противотоком движутся
мологических рядов – алканы, циклоалканы и арены. Однако наи-      пар и жидкость (рис. 5.1). Пар идет снизу вверх, жидкость стекает
более широко представлены в нефти углеводороды смешанного          сверху вниз. На каждой тарелке колонны они вступают в контакт
строения.                                                          благодаря барботажу – прохождению пузырьков и струек пара че-
      В химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других        рез слой жидкости на тарелке. Вследствие отсутствия термо-
отраслях промышленности для разделения жидких смесей на тех-       динамического равновесия между паром и жидкостью при этом
нически чистые продукты применяют ректификацию. Этот про-          возникают процессы тепло- и массообмена, в результате которых
цесс основан на различной летучести составляющих смесь компо-      состояние двухфазной системы приближается к равновесному.
нентов, т. е. на различии в температурах кипения компонентов при   Пар становится богаче более летучим (низкокипящим) компонен-
одинаковом давлении. Процесс ректификации осуществляют в           том, а жидкость – менее летучим (высококипящим). Температура
аппаратах, называемых ректификационными колоннами. В про-          пара падает, жидкости – возрастает.
мышленности наибольшее распространение получили тарельча-                Пар образуется в кубе-испарителе при кипении жидкости,
тые ректификационные колонны с колпачковыми, ситчатыми,            стекающей в него с нижней тарелки колонны. Концентрация лег-
клапанными и решетчатыми тарелками.                                колетучего компонента как в жидкости, так и в образующемся при
                                                                   ее кипении паре низкая. Из куба-испарителя пар поступает в ко-

                              49                                                                    50