2015-01-21
7699
Ректификационные колонны могут быть классифицированы в зависимости от: а) внутреннего устройства, обеспечивающего контакт между паром и жидкостью; б) давления, применяемого в процессе ректификации; в) назначения колонны.
По внутреннему устройству ректификационные колонны подразделяются на две основные группы: тарельчатые и насадочные. В тарельчатых колоннах контакт между жидкой и паровой фазами в основном происходит ступенчато в слое жидкости на тарелке и частично в межтарельчатом пространстве.
В насадочпой колонне контакт между массообменивающимися потоками происходит непрерывно по высоте слоя насадки. Тарельчатые ректификационные колонны подразделяются на колпачковые и бесколпачковые (ситчатые, решетчатые, дырчатые и др.).
В зависимости от способа перетока жидкости с тарелки на тарелку бесколпачковые тарелки могут быть провального типа, в которых жидкость стекает на нижележащие тарелки через отверстия в тарелке, или с переливами, как и у колпачковых тарелок.
|
|
|
Насадочпые колонны различаются по типу применяемой насадки, а также по способу заполнения колонны насадкой — сплошным слоем по всей высоте колонны или отдельными слоями, размещенными на специальных поддерживающих распределительных решетках (тарелках).
В зависимости от применяемого давления ректификационные колонны подразделяются на вакуумные, атмосферные и колонны, работающие под давлением.
Под атмосферными колоннами обычно подразумевают колонны, в которых давление незначительно превышает атмосферное. Давление в этих колоннах зависит от величины сопротивления внутренних устройств колонны, а также от сопротивления коммуникаций и аппаратуры, расположенной после колонны, на потоке паров ректификата.
Степень разделения смеси жидкостей на составляющие компоненты и чистота получаемых дистиллята и кубового остатка зависят от того, насколько развита поверхность контакта фаз, от количества подаваемой на орошение флегмы и устройства ректификационной колонны.
В промышленности применяют тарельчатые, насадочные, пленочные трубчатые и центробежные пленочные аппараты. Они различаются в основном конструкцией внутреннего устройства аппарата, назначение которого — обеспечение взаимодействия жидкости и пара.
Преимущественное использование тарельчатых колонн в процессах перегонки объясняется их значительно большей производительностью по сравнению с насадочными.
При выборе ректификационной колонны для проектируемого разделения следует иметь ввиду, что тарельчатые колонны очень малого диаметра значительно дороже соответствующих насадочных колонн, однако по мере увеличения диаметра стоимость насадочных колонн возрастает значительно быстрее. Приблизительно можно считать, что стоимость насадочной колонны растет пропорционально квадрату диаметра, а колпачковой — диаметру в первой степени. Следовательно, за пределами некоторого граничного значения диаметра использование тарельчатых колонн должно быть более экономичным.
|
|
|
Длительный опыт промышленной эксплуатации насадочных колонн показал целесообразность их использования при диаметрах не более 0,8 м. При дальнейшем увеличении диаметра насадочной колонны ухудшается равномерное распределение флегмы по насадке, образуются каналы, по которым преимущественно устремляется флегма, и эффективность колонны резко снижается.
Наиболее распространены колпачковые тарельчатые колонны, хотя в последнее время получили преимущество ситчатые, клапанные, чешуйчатые и другие более эффективные виды барботажных устройств, главным назначением которых является максимальное развитие межфазного контакта, что способствует интенсификации массообмена между парами и флегмой. Помимо этого выбор типа контактного устройства определяется и такими факторами, как экономия материала, стоимость, легкость изготовления, чистки и ремонта, стойкость к коррозии, малое падение напора при прохождении паров, широта диапазона устойчивой работы тарелки.
