Методы воздействия на эффективность работы ректификационных колонн.
В процессе ректификации одной из важнейших технологических задач является воздействие на его протекание с целью получения продуктов необходимой чистоты.
В ходе проектирования ректификационной колонны такое воздействие возможно путем увеличения числа тарелок или высоты слоя насадки, а также использования наиболее эффективных конструкций тарелки или типа и размера элементов насадки. В ходе эксплуатации ректификационной колонны повысить чистоту продуктов можно, повышая флегмовое число R -увеличением потока флегмы при сохранении отборов дистиллята и кубового остатка, если кипятильник и конденсатор рассчитаны с некоторым запасом и позволяют повысить тепловую нагрузку -уменьшением производительности колонны по исходной смеси, а значит, и по продуктам при этом, сохраняя поток флегмы и понижая дистиллят, получают более высокое R. Повысить флегмовое число можно также путем захолаживания флегмы, т. е. возвращения ее в колонну при температуре ниже температуры дистиллята холодная флегма будет нагреваться в верхних зонах колонны до температуры кипения за счет конденсации части парового потока, и поток флегмы по колонне возрастает.
Увеличивая число тарелок n высоту слоя насадки, а также флегмовое число, можно в принципе получить сколь угодно чистый дистиллят и кубовый остаток, но абсолютно чистые НКК и ВКК методом ректификации и вообще - массообмена получить невозможно.
Ведь точки чистых компонентов располагаются в правом верхнем и левом нижнем углах диаграммы y-x, где движущая сила равна нулю это означает необходимость безграничного увеличения числа тарелок даже при бесконечном R что, кстати, тоже невозможно при отборе продуктов. Еще одна возможность воздействия на чистоту продуктов - смещение точки подачи исходной смеси по высоте колонны.
Так, если подать исходную смесь в колонну пониже, то увеличится протяженность укрепляющей части, и дистиллят станет чище при этом уменьшится протяженность отгонной части колонны, так что кубовый остаток будет больше загрязнен низкокипящим компонентом. Изменение точки питания ректификационной колонны может оказаться полезным в двух случаях только один из продуктов должен быть весьма чистым во втором допускается заметное содержание примеси тогда следует увеличивать протяженность той части колонны, на выходе из которой нужно получать чистый продукт по какой-то причине изменился состав исходной бинарной смеси.
Например содержание НКК в исходной смеси понизилось для сохранения прежней чистоты дистиллята теперь в укрепляющей части колонны потребуется большее число тарелок или большая высота слоя насадки, чем раньше, а для сохранения чистоты кубового остатка - меньшее число тарелок в отгонной части колонны.
Поэтому исходную смесь нового состава следует подавать в колонну на более низкую тарелку. Конкретно ее надо подавать в колонну на более низкую тарелку. Конкретно ее надо подавать в то сечение колонны, в котором этот состав равен составу исходной смеси 8 . 2.6. Ректификация многокомпонентных смесей. При разделении многокомпонентных смесей, так же как и в случае с бинарными смесями, процесс ректификации может проводиться как непрерывно, так и периодически.
Периодическая ректификация осуществляется в одной ректификационной колонне путем последовательного во времени получения в виде дистиллята сначала наиболее летучего компонента смеси, а затем - компонентов с более высокими температурами кипения. Компонент смеси с самой высокой температурой кипения остается в кубе колонны в виде кубового остатка. Разумеется, реально получают не отдельные компоненты, а фракции с преимущественным их содержанием.
Хотя этот процесс более дешев, по сравнению с непрерывной ректификацией, им пользуются реже, так как он не дает возможности четко разделить компоненты и чрезвычайно сложен в управлении из-за постоянно изменяющихся параметров в ходе работы установки. Непрерывная ректификация многокомпонентных смесей осуществляется в установках, состоящих из ряда ректификационных колонн непрерывного действия, соединение которых в общую схему может быть различным.
Каждая простая колонна разделяет поступающую в нее смесь на два продукта, один из которых дистиллят, а второй - кубовый остаток. Поэтому при наличии хотя бы трех компонентов в исходной смеси их разделение на три продукта в одной простой колонне невозможно. В этом случае нужны две колонны 9 . 2.7.