Определение эффективности лабораторной ректификационной колонки периодического действия

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

 «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра нефтехимии и химической технологии

Отчет по лабораторной работе №1 на тему:

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛAБOPATOPHOЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОНКИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ»

Выполнил:                                                                         Валиев А.А.

ст. гр.                                                                                БТС-21-02

Проверил:                                                                        Ишалина О.В

Уфа 2023

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

 В промышленной и лабораторной практике нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности широко применяются тарельчатые и насадочные колонны. Разделительная способность таких колонн оценивается числом теоретических тарелок. Чем большему числу теоретических тарелок соответствует колонна, тем выше ее разделительная способность или эффективность, то есть тем более высокую чистоту продуктов разделения можно получить на такой колонне.

Целью данной работы является:

 а) определение числа теоретических тарелок лабораторной насадочной колонны периодического действия при различных режимах ее работы;

 б) определение высоты насадки, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ);

 в) определение коэффициента избытка орошения;

г) определение температуры верха и низа колонны.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 Из теории ректификации известно, что одной из основных характеристик ректификационных колонн является число теоретических тарелок [1, 2]. Оно может быть рассчитано различными способами. При расчете ректификации бинарных смесей простым способом является расчет числа тарелок по кривой равновесия или Х ′ − Y′ - диаграмме. Для такого расчета необходимо располагать кривой равновесия и рабочей линией, характеризующей взаимосвязь составов встречных потоков.

Положение рабочей линии на Х ′ − Y′- диаграмме зависит от физикохимических свойств разделяемой смеси и от режима работы ректификационной колонны. Различают три режима работы ректификационной колонны: режим полного орошения, режим минимального орошения и рабочий режим. В режиме полного орошения колонна работает "на себя", то есть продукты ректификации не выводятся из колонны. Флегмовое число этого режима стремится к бесконечности, рабочая линия совпадает с диагональю квадрата на 6 Х ′ − Y′- диаграмме. Режим минимального орошения характеризуется минимальным (но конечным) флегмовым числом, а рабочая линия на Х ′ − Y′- диаграмме проходит через сырьевую точку. Рабочий режим является промежуточным между двумя крайними режимами - режимом полного и минимального орошения. Рабочая линия этого режима также занимает промежуточное положение между рабочими линиями, характеризующими крайние режимы [1, 2].

 Определение числа тарелок в любом режиме работы колонны производится путем построения ступенчатой линии между кривой равновесия и соответствующей рабочей линией. Коэффициентом избытка орошения КR называется отношение рабочего флегмового числа к минимальному флегмовому числу.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Схема лабораторной установки приведена на рисунке 1.1. Главной частью установки является ректификационная насадочная колонка 4. В качестве насадки в колонке использованы металлические или стеклянные спиральки. Колонна обогревается боковым электрообогревом 3 для обеспечения адиабатичности процесса ректификации. Интенсивность бокового обогрева регулируется латром 10 по вольтметру 11. Куб колонки 2 помещается в колбонагреватель 1, установленный на поддоне 5. В куб вмонтирован пробоотборник кубового продукта 9. Конденсация дистиллятных паров осуществляется в обратном конденсаторе-холодильнике 13. Отбор дистиллята регулируется краном 7. Отбираемый дистиллят охлаждается в холодильнике 12 и поступает в приемник 8. Для поддержания определенного давления в колонне предназначен воздушник 6.