Перегонка и ректификация

Массообменные процессы

Перегонка – это процесс разделения жидких однородных смесей, состоящих из компонентов различной летучести путем частичного испарения с последующей конденсацией образующихся паров.

Перегонка проводится с целью обогащения паров легколетучим компонентом. Легколетучий компонент (ЛЛК) – тот компонент, у которого при равновесии концентрация в паровой фазе выше, чем в жидкой фазе. Для идеальных смесей ЛЛК имеет более низкую температуру кипения, чет труднолетучий компонент (ТЛК). Рассмотрим технологическую схему процесса простой непрерывной перегонки (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 – Технологическая схема процесса простой непрерывной перегонки:

1 – теплообменник-нагреватель; 2 – сепаратор; 3 – конденсатор;

, , [кмоль/с] – расходы исходной смеси, дистиллята и кубового остатка;

, , [моль/моль] – мольная доля ЛЛК в исходной смеси, дистилляте и кубовом остатке.

Исходная смесь расходом и концентрацией по ЛЛК поступает в теплообменник 1, где подогревается и частично испаряется. Парожидкостная смесь из теплообменника 1 поступает в сепаратор 2, где разделяется на жидкую и паровую фазы. Жидкость отводится снизу в виде кубового остатка , а пары отводятся сверху, конденсируются в конденсаторе (3) и отводятся в виде дистиллята (конечного продукта) .

Обозначим за мольную долю ЛЛК в жидкости, а за – мольную долю ЛЛК в парах. Если в смеси 2 компонента, то она бинарная, тогда: , .

В процессе перегонки получается дистиллят с большей мольной долей ЛЛК, чем исходная смесь >.