Изучение процесса Ректификации

Министерство науки и высшего образования

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение

высшего образования

«Казанский национальный исследовательский

Технологический университет»

(ФГБОУВО КНИТУ)

Кафедра процессов и аппаратов химической

технологии

Лабораторная работа №22

«Изучение процесса Ректификации»

                               Выполнил:

студент гр. 1101-71

Александров К.Л.

Проверила:

Панкова О.А.

Казань

2023

Цели работы:

1. Знакомство с устройством и работой лабораторной установки периодической ректификации.

2. Определение числа теоретических ступеней изменения концентрации Nтк и ВЭТС, обеспечиваемых лабораторной колонной.

3. Нахождение опытных и расчетных значений ЧЕП и ВЕП лабораторной пленочной ректификационной колонны.

4. Математическое моделирование ректификационной колонны на компьютере, нахождение расчетного значения состава дистиллята и сопоставление его с опытным.

Описание установки

Основными элементами установки периодической ректификации, представленной на рис. 4, являются: трубчатая ректификационная колонна 1, куб-испаритель 2, электронагреватель 3, дефлегматор 4, холодильник дистиллята 5, сборник дистиллята 6, автотрансформатор 7 и контрольно-измерительные приборы. Ректификационная колонна состоит из трубки 9 внутренним диаметром d=0.0125 м и высотой H=1.4 м, заключенной в стеклянный вакуумированный кожух 10, и металлический экран 11 для уменьшения тепловых потерь. Исходная смесь, в данной работе этанол-вода, заливается в куб-испаритель 2, нагревается от электронагревателя 3, потребляемая мощность которого измеряется ваттметром W и регулируется автотрансформатором 7. По достижении температуры кипения образующиеся пары начинают подниматься по колонне, вытесняя находившийся в ней воздух. Они конденсируются в дефлегматоре 4, снабженном рубашкой 12, в которую подается охлаждающая вода. Далее конденсат с помощью клапана 8 может разделяться на дистиллят, отводимый через холодильник 5 в сборник 6, и флегму, возвращающуюся в колонну. В данной работе предусматривается исследо- 209 вание разделительной способности колонны, что удобнее осуществлять в стационарном режиме, который реализуется при бесконечном флегмовом числе, т.е. без отбора дистиллята. Поэтому клапан 8 всегда остается закрытым. Флегма, стекая вниз по внутренней поверхности трубки в виде пленки, контактирует с поднимающимся неравновесным потоком пара, в результате чего пар обогащается легколетучим компонентом (этанолом), а жидкость – труднолетучим (водой). [pic 1]

Рис. 4. Схема лабораторной установки периодической ректификации: 1 – колонна; 2 – куб; 3 – электронагреватель; 4 – дефлегматор; 5 – холодильник; 6 – сборник дистиллята; 7 – автотрансформатор; 8 – клапан; 9 – трубка; 10 – кожух; 11 – экран; 12 – рубашка дефлегматора

Результаты измерений

Обработка опытных данных

1) определение опытных значений числа теоретических ступеней [pic 7] и высоты эквивалентной теоретической ступени (ВЭТС) [pic 8], обеспечиваемых колонной.