Сущность ректификационных процессов

Ректификаця – это тепломассообменный процесс, осуществляющийся в противоточных колонных аппаратах с различными контактными элементами (тарелками, насадками и пр.). При ректификации протекает непрерывный обмен веществом между паровой и жидкой фазой. Жидкая фаза от верха к низу колонны обогащается низколетучим (более высококипящим) компонентом смеси, паровая фаза – низкокипящим.
Тепломассообмен протекает по всей высоте аппарата между стекающей вниз жидкой фазой и поднимающимся кверху паром. Для интенсификации процесса тепломассообмена применяются различные контактные элементы, повышающие поверхность соприкосновения фаз. При применении, к примеру, насадки, флегма тонкой пленкой стекает по развитой поверхности устройства. При применении тарелочных устройств, пар проходит через слой жидкой фазы на тарелке в виде образующего крайне развитую поверхность контакта множества пузырьков.
В промышленности применяются непрерывно действующие ректификационные установки. Поступающая в виде сырья нагретая до температуры кипения паровая смесь компонентов непрерывно поступает в аппарат, где расслаивается на отдельные фракции по его высоте. Полученные фракции при этом непрерывно отбираются из разных частей ректификационной колонны. Обеспечение нормальной работы таких непрерывных колонн требует применения сложных и дорогих элементов автоматики

.
Рассмотрим принцип работы ректификационной колонны разделения двухкомпонентной смеси более подробно. Кубовая жидкость колонны под действием нагревателя доводится до температуры кипения. Образующийся двухкомпонентный пар вместе со свежей подаваемой разделяемой смесью поднимается вверх по ректификационной части аппарата, проходя через контактные устройства и попадая в дефлегматор, где протекает его полная конденсация. При этом часть этого конденсата возвращается в аппарат в виде флегмы, а другая часть через холодильник-конденсатор (теплообменник) проходит дальше по трубопроводу стекает в приемные емкости в виде дистиллята.
При этом флегмовым числом называется соотношение между расходом флегмы и отбираемого дистиллята. Флегмовое число устанавливается при помощи регулятора отбора. По всей ректификационной части аппарата протекает процесс тепломассообмена между флегмой, стекающей вниз, и паром, поднимающимся, соответственно, вверх.
Таким образом, в дефлегматоре и узле отбора ректификационной колонны в виде пара и флегмы накапливается легкокипящий компонент кубовой жидкости, имеющий наименьшую температуры кипения. Следом за ним вниз по высоте ректификационной колонны выстраивается так называемая «номерная очередь» из компонентов смеси. «Номер» в очереди – температура кипения компонента, постоянно возрастающая при опускании по колонне