6 Дәріс. Айдау және ректификация Дәрістік сабақтың жоспары

 

Дәрістік сабақтың жоспары: 

Ректификациялаушы қондырғылардың сызбалары мен классификациясы. Ректификациялаушы бағандардың құрылмалары (конструкциялары). Ректификациялаушы бағандарды есептеу әдістері. Сызбақтық (графический) әдіс.

6.1 Ректификациялаушы қондырғылардың сызбалары мен классификациясы

Ректификациялаушы қондырғылар үздіксіз әрекеті бойынша үздіксіз және периодты жұмыс жасайтын болып бөлінеді. Периодты жұмыс жасайтын қондырғыларда бастапқы қоспа текшеге (куб) құйылады, айдаудан кейін текшелік қалдық төгіледі, осылайша құбылыс қайталанып отырады. 4.4 суретінде көрсетілген қондырғы периодты жұмыс жасайтын құрылғы болып табылады. Толып жатқан келеңсіз жағдайлар әсерінен өнеркәсіпте осыған ұқсас РҚ сирек қолданылады [2, 5]:

- текшедегі (кубтағы) сұйықтың қайнау температурасының үнемі жоғарылауына қатысты бірқатар жылу  шығындалады  және олар дистиллятпен және кубтық қалдықпен бірге кетеді;

- уақыт өткен сайын төмен температурада қайнайтын құраушымен бу фазасының үнемі сұйылуына байланысты флегма шығынын ұлғайту қажеттілігі;

- дефлегматордағы және текшедегі (кубтағы) қалыптаспаған құбылыс салдарынан қондырғының автоматтандыру жұмысының қиындығы.

Өндірістің аздаған қарқынында және қоспаны толығымен бөлу қажеттілігі кезінде кезеңді жұмыс істейтін РҚ қолдану экономикалық түрде орынды болып табылады. Қосқұрамды қоспаны бөлу үшін үздіксыз жұмыс істейтін қондырғы сүлбесі 6.1 суретте көрсетілген. Жұмыс істеу принципі кезеңді жұмыс істейтін қондырғыдан еш айырмашылығы жоқ. Құбылыстың үздіксіздігін қамтамасыз ету үшін дистиллятты үнемі іріктеген секілді, бастапқы қоспаның берілуі белгілі бір шығынмен жүзеге асады. Жылулық шығындарын төмендету үшін бастапқы қоспаны текшелік қалдықтың жылуы есебінен алдын-ала қыздыру жұмысы жүреды, содан кейін қыздырған будың жылуы есебінен қоспа қайнау температурасына дейін жеткізіледі.

Жалпы жағдайда бастапқы қоспаның бағанға енуі қоректік тәрелке немесе ену тәрелкесі деп аталатын тәрелкенің ортанғы бөлігінде жүзеге асады.

Жеңіл компоненттің булары үнемі жоғары бағытталады. Сондықтан бағанның жоғарғы бөлігін олар нығайтады, ал төменгі бөлігінде уақыт өткен сайын жеңіл компонент азайып таусылады. Сондықтан ректификациялық бағанды шартты түрде екі бөлікке ажыратады. Жоғарғы бөлігін нығайтушы, ал төменгі бөлігін тауысушы бөлік деп атайды. Бағанның міндетіне байланысты ол толық, яғни нығайтушы және тауысушы бөліктері болуы мүмкін немесе толық емес, яғни  бір бөлігі жоқ болуы мүмкін.  Бұл жағдайда баған бойымен көтерілетін бумен қамтамасыз ету үшін әртүрлі құрылмалардағы су қайнатқышты қолданады. Олар қондырғыға енгізілген не болмаса сыртқа шығарылған. Сыртқа шығарылған (вертикал немесе горизонтал) қайнатқыштар практикада көп қолданылады. осындай қайнатқыштарды жөндеу және қадағалау - күту ыңғайлы. Әдетте олар текшелік (кубовый) сұйықтың табиғи айналымын жақсарту үшін бағанның төменгі жағында орналасады.

Әдетте дефлегматорларды флегма бағанға өздігінен ағу үшін бағанның жоғарғы нүктесінен жоғары орналастырады. Баған едәуір жоғары болған кезде дефлегматорды төмен орналастырады, ал флегманы беру үшін арнайы сорғы қолдануға тура келеді. Ішіне дефлегматор енгізілген құрылымы бар  ректификациялық қондырғылар да кездеседі. Мұндай жағдайда бағаннан шығатын бу мөлшері, қондырғыдан алынатын дистиллят мөлшеріне тең болады. 

РҚ бөлінген қоспалардың қайнау температурасына байланысты келесідей түрде болады:

- атмосфералық қысым кезінде жұмыс істейтін – қайнау температурасы 30 ⁰С-ден 200 ⁰С-ге дейінгі қоспалар үшін;

- артық қысымда жұмыс істейтін - атмосфералық қысым кезінде қайнау температурасы 30 ⁰С-ден төмен қоспалар үшін;

- вакуумдық жағдайда жұмыс істейтін - атмосфералық қысым кезінде қайнау температурасы 200 ⁰С-ден жоғары қоспалар үшін.

Вакуумды қолдану жоғары емес көрсеткіші бар буды қолдана отырып жоғары температурада қайнайтын қоспаларды бөлуге мүмкіндік береді.  Бастапқы қоспа нығайтушы бөліктің ең астыңғы тәрелкесіне, не болмаса тауыстайтын бөлігінің ең жоғарғы тәрелкесіне  беріледі.

6.1 Сурет– Үздіксіз әрекет етуші ректификациялаушы қондырғы

Көп жағдайда қоспаны РҚ-да қыздыру және буландыру үшін  дыбыссыз су буын қолданады. «Өткір» немесе аса қызған бумен қыздыру тек қана су буы бар қоспалардағы жоғарғы температурада қайнайтын құраушыны айдайтын қондырғыларда жүреді. Түтіндік газдарды, әртүрлі жоғары температуралы жылутасығыштарды, электрлік қыздырғыштарды қолдануда пайдалану қиындығының салдарынан қолданыс таппады.