Ректификация многокомпонентных смесей
Задача разделения многокомпонентных смесей на практике встречается гораздо чаще, чем двухкомпонентных, поэтому ректификация многокомпонентных смесей является основным процессом ректификации в химических и нефтехимических производствах.
Схема разделения на составляющие двухкомпонентных смесей однозначна, в то время как для многокомпонентных смесей представляется некоторая свобода схемы разделения. Пусть смесь состоит из трех компонентов А, В, и С с относительными летучестями 
, 
и 
.
 |
Рис. 4.41. Схема установки для разделения трехкомпонентной смеси
по первой схеме
Разделение указанной смеси на компоненты возможно двумя путями, показанными на рис. 4.41, 4.42. Первая схема разделения (рис. 4.41, вверху) и аналогичные ей возможны всегда, вторая схема (рис. 4.41, внизу) возможна не всегда и использование их ограничивается соотношением относительных летучестей компонентов и их содержанием в исходной смеси. Так, в приведенном примере возможность отделения смеси компонентов А и В от С
имеет место лишь при условии 
(где – суммарная относительная летучесть остальных двух компонентов). Другими словами, отделение в паровой фазе j-го компонента возможно только в том случае, когда его относительная летучесть 
больше средней относительной летучести всех компонентов: 
… .
Из рассмотренного примера следует, что для разделения многокомпонентных смесей непрерывным методом на 
частей необходимо (N-1) ректификационных аппаратов.
Рис. 4.42. Схема установки для разделения четырехкомпонентной смеси по первой и второй схемам
4.3.5. Тепловой баланс процесса ректификации
Введем обозначения: Q1 – тепло, поступающее в кипятильник колонны с греющим паром; Q2 – тепло, поступающее с греющим паром; Q3 – тепло, поступающее с флегмой; Q4 – тепло, уходящее с парами; Q5 – тепло, уходящее с остатком; Q6 – тепло, теряемое в окружающую среду (рис. 4.43).
Рис. 4.43. Схема тепловых потоков в колонну
непрерывной ректификации
При принятых обозначениях тепловой баланс процесса может быть выражен равенством:
или
.
Если нагревание в кипятильнике проводится водяным греющим паром, расход его на проведение процесса составит
,
где H – энтальпия водяного пара; 
– энтальпия конденсата; 
– теплота испарения.
Энтальпии веществ, входящих в уравнение, равны произведениям их мольных теплоемкостей на температуры. Теплоемкости и теплоты испарения смесей вычисляют по правилу аддитивности, исходя из свойств чистых компонентов.
| Предыдущие материалы: | Следующие материалы: |