ПРОСТАЯ ПЕРЕГОНКА

Перегонка представляет собой процесс однократного частичного испарения жидкой смеси и конденсации образовавшихся паров.

Простая перегонка может проводиться с отбором фракций, с дефлегмацией, с водяным паром или под вакуумом (молекулярная перегонка).

 

Фракционная перегонказаключается в постепенном испарении жидкости, находящейся в перегонном кубе (рис. 18.4). Образовав­шиеся пары отводятся в холодильник и там конденсируются, а дис­тиллят собирается в сборнике. Кубовый остаток удаляется из куба после окончания процесса. Обогрев куба осуществляется насыщен­ным водяным паром или дымовыми газами.

Способ перегонки с разделением смеси на несколько фракций, в различной степени обогащенных летучим компонентом, называется фракционной перегонкой.

При простой перегонке образующийся пар отводится из куба и в каждый данный момент находится в равновесии с оставшейся жид­костью.

При составлении материального баланса простой перегонки допустим, что в некоторый момент времени t в перегонном кубе находится L кг смеси с концентрацией х низкокипящего компонен­та. Пусть за бесконечно малый промежуток времени dx испарится dL кг. Тогда количество жидкости и состав ее меняются и состав­ляют соответственно (L-dL) и (x-dx). Количество образующегося за этот промежуток времени пара равно уменьшению количества жидкости dL, а его состав у является равновесным с х. Содержание летучего компонента в жидкости к началу рассматриваемого про­межутка времени составляет Lx, а к концу — (L—dL)(x—dx). Коли­чество же летучего компонента, перешедшего за этот промежуток времени в пар, равно y_pdL. Таким образом, уравнение материаль­ного баланса по летучему компоненту за рассматриваемый проме­жуток времени может быть записано так:

 

Рис. 18.4. Установка для простой перегонки:

1 — куб; 2 — конденсатор; 3 — сборники дистиллята

 

Раскрывая скобки и пренебрегая членом dLdx как бесконечно малой величиной второго порядка, получим

 

В начальный момент перегонки количество жидкости в аппарате равно количеству начальной смеси F (состава x_F), а в конечный момент — количеству остатка W (состава x_w). Таким образом, пре­делы интегрирования будут для левой части F и W, для правой части

ХF xW

 

Интегрируя левую часть, получим

Вид функции у = f(x) устанавливается экспериментальным путем, поэтому интегрирование правой части уравнения (18.9) про­водится графически.

Простая перегонка с дефлегмацией(рис. 18.5) проводится для увеличения степени разделения исходной смеси. В этом случае пары, уходящие из перегонного куба, поступают в дефлегматор, где частично конденсируются. При частичной конденсации образуется

Рис. 18.5. Установка для простой перегонки с дефлег­мацией: 1 — куб; 2 — дефлегматор; 3 — конденсатор; 4 — сборники

 

 

флегма, обогащенная труднолетучим компонентом, которая сли­вается обратно в куб и взаимодействует с выходящими из куба пара­ми.

Пары, обогащенные легколетучим компонентом, поступают в конденсатор. Дистиллят собирается в сборниках. Кубовый остаток удаляют из перегонного куба после достижения заданной концент­рации x_w.