Ректификация процесінің теориялық негіздері

КІРІСПЕ

Ректификация - сұйық біртекті қоспаларды бу қоспасы мен сұйық қоспаның өзара әрекеті нәтижесінде құрамдастарға немесе құрамдас топтарға бөлу. Бұл көбінесе жұтылу үдерісінде қолданылатын контактілі элементтері (насадкалы, табақша) бар қарама-қарсы бағаналық құрылғыда жүзеге асырылатын массалық алмасу үдерісі.

Тақырыптың өзектілігі: Ректификация ХІХ ғасырдың басынан бастап маңызды технологиялық үдерістердің бірі, негізінен спирт және мұнай өнеркәсібі ретінде белгілі. Қазіргі уақытта барған сайын таза түрінде компоненттерін бөлу (органикалық синтез, изотопының, полимерлер, жартылай және тазалығы жоғары басқа да түрлі заттардың) өте маңызды болып табылады.

Ректификациялық қондырғылар әрекет принципі бойынша мерзімді және үздіксіз деп бөлінеді. Үздіксіз қондырғыларда бөлінген шикізат қоспасы бағанға түседі және бөлу өнімдері үздіксіз алынып тасталады. Мерзімді операция бөлінетін қоспаның өсіретін зарядталған және айдау қалаған түпкілікті өнім құрамын алу үшін бір мезгілде жүзеге асырылады.

Жұмыстың мақсаты: Әдеби шолу жүргізе отырып, қажетті ректификациялық қондырғыны есептеу және таңдау.

Қойылған мақсатқа жету үшін келесі міндеттерді орындау қажет:

 1) ректификация процесінің теориялық негіздерін зерделеу және негізгі құрылғы мен қондырғының технологиялық сұлбасын меңгеру;

 2) негізгі аппараттың жұмыс жасау принципімен танысып, материалдық, жылулық балансын есептеп, технологиялық есептеме жүргізу;

 3) аппараттың гидравликалық есептемесі мен қосымша құрылғының есептемесін жүргізіп, қарастырылған, зерттелінген тақырыпқа ізденіс нәтижесіне сай қорытынды жасау.

1 Әдеби шолу

1.1 Ректификация процесінің теориялық негіздері

Сұйық қоспаны құрастырушыларға толық ажырату үшін – ректификация процесі қолданылады. Процестің қозғаушы күші – концентрациялар айырмасы.

Қазіргі кезде айдау мен ректификация химиялық технологияда кең таралып, әр түрлі таза өнімдер алуда және сұйылтылғаннан кейін газ қоспасын бөлуде қолданылады.

 Сұйық қоспаны айдау қоспа құрамындағы құрастырушылардың қайнау температураларының ерекшеліктеріне негізделеді. Осылайша екі құрастырушыдан тұратын қоспаны қарастырсақ, қайнау температурасы төмен құрастырушы бірінші болып буға айналып, ал қайнау температурасы анағұрлым жоғары құрастырушы сұйық күйінде қалады.

Сұйықтықты айдау келесі тәсілдермен жүзеге асады:

1. жартылай буландыру – конденсатты бөліп алуға негізделген сұйықтықтың жартылай булануы мен алынатын будың конденсациясы;

2. жартылай конденсация – конденсатты бөліп алуға негізделген айдалатын қоспаның буының жартылай конденсациясы.

Сұйықтықты айдауды екі топқа бөлуге болады:

1. қарапайым айдау;

2. ректификация.

 Қарапайым айдау жартылай буландыру мен түзілген будың конденсациясын бір рет қолдану арқылы жүзеге асады. Ал қоспаны толық бөлу үшін аталған тәсілдерді бір мезгілде бірнеше рет қайталау қажет. Осылайша бір мезгілде бірнеше рет буландыру мен конденсацияны қайталап сұйық қоспаны бөлу әдісін ректификация деп атайды.

 Ректификация процесін атмосфералық қысымда, сонымен қатар төменгі және жоғарғы қысымда да жүргізеді. Қайнау температурасы жоғары қоспаларды бөлуді вакуумда,қысымы төмен газ тәрізді қоспаларды бөлу үшін жоғары қысымды қолданады. Ал қайнау температурасы 30°С-тан 150°С-қа дейінгі қоспаларды атмосфералық қысымда айдайды.

Ректификация процесі қарама – қарсы ағынды колонналы аппараттарда жүзеге асады: айдалатын сұйықтыққа төменнен жоғары қарай бу беріледі, ал буға қарсы колоннаның жоғарғы бөлігінен төменге қарай ағады. Сұйық және бу фазалары арасында массаалмасу жүзеге асып, нәтижесінде колонна бойымен қозғалысына сәйкес бу оңай ұшқыш құрастырушымен , ал сұйықтық ұшқыштығы аз құрастырушымен байытылады. Соңында бу салыстырмалы тазартылған оңай ұшқыш құрастырушы ретінде колоннаның жоғарғы бөлігінен шығып, конденсация нәтижесінде дайын өнім – дистиллят түзеді, ал колоннаның төменгі жағынан салыстырмалы түрде таза, ұшқыштығы аз – кубтық қалдық деп аталатын құрастырушы бөлінеді.