Ректификация

Принцип ректификации. Как отмечалось, достаточно высокая степень разделения однородных жидких смесей на компоненты может быть до­стигнута путем ректификации. Сущность процессов, из которых складывается ректификация, и получаемые при этом результаты можно проследить с помощью t—х—y -диаграммы (рис. ХV-6).

Нагрев исходную смесь состава х₁ до температуры кипения, получим находящийся в равновесии с жидкостью пар (точка b). Отбор и конден­сация этого пара дают жидкость состава x₂, обогащенную НК (х₂ >х₁). Нагрев эту жидкость до температуры кипени t₂, получим пар (точка d), конденсация которого дает жидкость с еще большим содержанием НК, имеющую состав х₃, и т.д. Проводя таким образом последовательно ряд процессов испарения жидкости и конденсации паров, можно получить в итоге жидкость (дистиллят), представляющую собой практически чи­стый НК.

Аналогично, исходя из паровой фазы, соответствующей составу жид­кости x₄, путем проведения ряда последовательных процессов конденса­ции и испарения можно получить жидкость (остаток), состоящую почти целиком из ВК.

В простейшем виде процесс многократного испарения можно осу­ществить в многоступенчатой установке, в первой ступени которой испа­ряется исходная смесь. На вторую ступень поступает на испарение жидкость, оставшаяся после отделения паров в первой ступени, в третьей ступени испаряется жидкость, поступившая из второй ступени (после отбора из последней паров), и т.д. Аналогично может быть организован процесс многократной конденсации, при котором на каждую следующую ступень поступают для конденсации пары, остав­шиеся после отделения от них жидкости (кон­денсата) в предыдущей ступени.

При достаточно большом числе ступеней таким путем можно получить жидкую или паровую фа­зу с достаточно высокой концентрацией компо­нента, которым она обогащается. Однако выход этой фазы будет мал по отношению к ее количе­ству в исходной смеси. Кроме того, описанные установки отличаются громоздкостью и большими потерями тепла в окружающую среду.

Значительно более экономичное, полное и четкое разделение смесей на компоненты достигается в процессах ректификации, проводимых обычно в более компактных аппаратах — ректификационных колоннах.

Процессы ректификации осуществляются периодически или непре­рывно при различных давлениях: при атмосферном давлении, под ва­куумом (для разделения смесей высококипящих веществ), а также под давлением больше атмосферного (для разделения смесей, являющихся газообразными при нормальных температурах).