Схема ректификационной установки. Укрепляющая и исчерпывающая части колонны. Влияние флегмового числа на показание ректификации

Основной аппарат ректификационной установки – ректификационная колонна. 1 – ректификационная колонна, 2 – тарелка, 3 – кипятильник (дистилляционный куб), 4 – подогреватель питания, 5 – дефлегматор, 6 – конденсатор

Рассматриваемая колонна – в непрерывном режиме. Кипятильник 3 может быть выносным или может располагаться прямо под колонной. Паровая фаза образуется при кипении части жидкости в кипятильнике. По составу это почти ВК. С верхней тарелки в дефлегматор 5 поступает почти НК. В дефлегматоре может конденсироваться или часть паров, или вся паровая фаза. Соответственно холодильник 6 служит или для конденсации оставшихся паров, или просто для охлаждения конденсата. Одна часть конденсата (флегма) подается на верхнюю тарелку колонны в виде орошения. Другая часть отбирается в виде готового продукта (дистиллят). Исходная смесь подается на тарелку питания, как правило, при температуре кипения за счет нагрева в подогревателе 4. Верхняя часть колонны (выше тарелки питания) – укрепляющая часть – пар укрепляется НК. Нижняя часть колонны (ниже тарелки питания) – исчерпывающая часть – из жидкости исчерпывается НК. Укрепляющая часть орошается только флегмой, исчерпывающая – суммой флегмы и питания. Часть жидкости после нижней тарелки отбирается в виде кубового остатка (готовый продукт).

Для разделения смеси требуется бесконечно большое число тарелок, т.е. высота колонны должна быть бесконечно большая. Чем меньше флегмовое число, тем меньше орошение и тем меньшее количество жидкости надо испарить и меньшее количество пара надо сконденсировать. Значит, при R = R_min производительность колонны максимальна, но качество разделения наихудшее. При этом диаметр колонны при заданной скорости жидкого потока минимальный. При R = ∞, т.е. когда G_D = 0, максимальна (при х = х_F). Рабочие линии совпадают с диагональю; высота колонны тоже минимальна.

При этом орошение и диаметр колонны максимальны, расходы теплоносителей тоже максимальны, производительность колонны минимальна, качество разделения наилучшее. Колонна работает на себя, без отбора дистиллята. От флегмового числа зависят размеры и производительность колонны и расходы теплоносителей. Капитальные затраты определяются размерами аппаратов, а эксплуатационные расходы – расходами теплоносителей и разделяемой смеси. Оптимальное флегмовое число отвечает минимуму суммарных затрат на ректификацию.