Меню Рубрики

Установка периодического действия это

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Установка — периодическое действие

Установки периодического действия , как правило, применяют в начальной стадии исследований при поисковых работах для определения способности данного мономера к сополимери-зации и основных условий синтеза. При удовлетворительных результатах эксперимента получают образец продукта. [2]

Установки периодического действия работают с периодической загрузкой реагентов ( всех вместе или по отдельности) в реакционный аппарат, их смешением и взаимодействием при заданных условиях в течение определенного отрезка времени с последующей выгрузкой из аппарата. Установка состоит ( рис. 1 — 3, а) из реактора 1 периодического действия и соединенного с ним через кран-дозатор 2 газового хроматографа 3 или другого анализатора качества. Контроль хода реакции осуществляют посредством отбора проб через определенные промежутки времени и последующего их анализа. [4]

Установки периодического действия по получению битума должны быть оборудован. [5]

Установки периодического действия громоздки и мало производительны. Качество получаемых на них дестиллятов непостоянно, на протяжении одной разгонки оно непрерывно изменяется, поэтому при переходе от отбора одного чистого продукта к другому приходится выделять так называемые промежуточные фракции, состоящие из смеси близких по температуре кипения продуктов. [6]

Установки периодического действия , даже при условии применения наиболее совершенной технологической схемы, имеют много недостатков, обусловливаемых принципом периодичности их работы. [7]

Установки периодического действия могут быть приспособлены для обмоток разнообразной конструкции, поэтому их широко применяют в электромашиностроении при мелкосерийном производстве. Основным оборудованием СПУ периодического действия являются пропиточные ванны, сушильные печи и транспортные устройства. Для вакуумной пропитки или сушки установку оборудуют автоклавами и вакуум-сушильными шкафами. Изделия загружают в автоклав, который герметически закрывают, после чего в нем создается разрежение вакуумными насосами. Засасывание лака из наружного резервуара производится атмосферным давлением. Пропиточный лак в ванны подается только на время пропитки. Это уменьшает потери растворителя от испарения и устраняет образование воздушных пузырьков внутри обмотки. [8]

Установки периодического действия : тигель; агломерационная чаша; агломерационные тигли Хаидингтон — Эберлейн. [9]

Установки периодического действия с перекрытым выкидом отличаются от описанных ранее только наличием устройств для подачи в затрубное пространство необходимых объемов стороннего сжатого газа. [11]

Установки периодического действия с открытым выкидом имеют примерно такие же добывные возможности, как и установки с перекрытым выкидом, но существенно отличаются от них по типу применяемого оборудования и технологии выброса. [12]

Установки периодического действия с перекрытым выкидом отличаются от описанных ранее только наличием устройств для подачи в затрубное пространство необходимых объемов стороннего сжатого газа. [13]

Установки периодического действия с открытым выкидом имеют примерно такие же добывные возможности, как и установки с перекрытым выкидом, по существенно отличаются от них по типу применяемого оборудования и технологии выброса. [14]

Установки периодического действия с перекрытым выкидом ( рис. 3.5, в, г) отличаются от показанной на рис. 3.5, а только наличием устройств для подачи в затрубное пространство необходимых объемов стороннего сжатого газа. Оба типа установок могут работать как с поршнем ( плунжером), так и без него. [15]

источник

ВОПРОС 5. СХЕМЫ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ УСТАНОВОК

Любая ректификационная установка состоит из колонной час­ти, в которой расположены тарелки или насадка, и кипятильника (куба), представляющего собой кожухотрубчатый или змеевиковый теплообменник. Кипятильник может быть встроен в нижнюю колонную часть либо вынесен за пределы колонны.

В пищевой промышленности используют главным образом та­рельчатые и насадочные ректификационные колонны, конструк­ции которых описаны в главе 17.

Ректификационная установка непрерывного действияпоказана на рис. 8. Исходная смесь, нагретая в подогревателе, подается на тарелку питания ректификационной колонны и за счет теплоты, поступающей из кипятильника, разделяется на дистиллят и кубо­вый остаток. Пары, выходящие из колонны, конденсируются пол­ностью или частично в дефлегматоре. В случае полной конденсации паров полученный дистиллят в разделительном сосуде разде­ляется на две части. Одна часть — флегма через гидрозатвор посту­пает на орошение колонны на верхнюю тарелку, вторая часть — дистиллят охлаждается в холодильнике и направляется в сборник.

В случае неполной конденсации паров в дефлегматоре они по­ступают в конденсатор-холодильник, где конденсируются и ох­лаждаются. Кубовый остаток в зависимости от его ценности либо собирается в емкости, либо как сточные воды направляется на утилизацию.

На практике часто встречаются случаи разделения исходной смеси на три части и более. Так, в спиртовом производстве из бражки выделяют этиловый спирт, эфироальдегидную фракцию и сивушные масла.

Рис. 8. Ректификационная установка непрерывного действия:

1 — сборники; 2 —подогреватель; 3 — ректификационная колонна; 4 — дефлегматор; 5— раз­делительный сосуд; б —холодильники; 7—насосы; 8— кипятильник

Ректификационная многоколонная установка для разделения мно­гокомпонентной смеси(рис. 9) предназначена для непрерывно­го разделения исходной смеси на три части: А, В и С.

Читайте также:  Установка линзы в фару бмв е46

Первая колонна обеспечивает разделение смеси на А + ВС или АВ + С. Для последующего разделения смеси на и частей требуется ректификационная установка, состоящая из n— 1 ректификаци­онных колонн.

Рис. 9. Ректификационная установка для разделения многокомпонентной смеси

Ректификационная установка периодического действия,исполь­зуемая в малотоннажных производствах, показана на рис. 10. Исходная смесь загружается в кипятильник, который обогревает­ся насыщенным водяным паром. После нагрева смеси до темпера­туры кипения ее пары поступают в нижнюю часть ректификациионной колонны. Поднимаясь по колонне, пары обогащаются лег­колетучим компонентом и поступают в дефлегматор, в котором конденсируются. Как и при непрерывной ректификации, конден­сат разделяется на флегму и продукт, который после охлаждения в холодильнике собирается в сборнике. После извлечения продукта кубовый остаток сливают и загружают в куб новую порцию исход­ной смеси.

Рис. 10. Ректификационная установка периодического действия:

1— кипятильник; .2—колонна; 3—дефлегматор; 4—холодильник; 5—сборник

Дата добавления: 2014-01-04 ; Просмотров: 1864 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Установка периодического действия это

Исследование работы ректификационной колонны
периодического действия

Ректификацией называется процесс разделения жидких однородных смесей на составляющие вещества или группы составляющих веществ в результате противоточного взаимодействия паровой и жидкой смесей.
Разделение жидкой смеси основано на различной летучести веществ. При ректификации исходная смесь делится на две части: дистиллят – смесь, обогащенную легколетучим компонентом (ЛЛК), и кубовый остаток – смесь, обогащенную труднолетучим компонентом (ТЛК). Легколетучим в процессе испарения является компонент с более низкой температурой кипения.
Процесс ректификации осуществляется в ректификационной установке непрерывно или периодически. В первом случае разделяемая смесь, предварительно подогретая до температуры кипения, подается в установку непрерывно. Подача ее осуществляется в среднюю часть так называемую питающую тарелку колонны, которая делит весь аппарат на нижнюю и верхнюю часть (рис. 1). Нижняя часть аппарата работает как отгонная – в ней происходит удаление легколетучего компонента из разделяемой смеси, а верхняя часть, как укрепляющая. В верхней части ректификационной колонны происходит обогащение паровой фазы легколетучим компонентом.

Установка в этом случае, обычно, работает в установившемся режиме, что позволяет получать продукт и кубовый остаток с постоянной по времени концентрацией легколетучего компонента.
При осуществлении периодического процесса (рис. 2.) разделяемая смесь предварительно заливается в испаритель – куб колонны, доводится до кипения и испаряется. Образовавшийся пар проходит через колонну, орошаемую подаваемой сверху флегмой, представляющую собой часть сконденсированного продукта. При взаимодействии флегмы и паровой фазы последняя обогащается легколетучим компонентом. Установка периодического действия работает в нестационарном режиме, то есть концентрация легколетучего компонента и в кубе во времени непрерывно уменьшается, при условии, что расход флегмы постоянен.

Сущность процесса ректификации состоит в частичном испарении исходной смеси с отводом и последующей конденсацией образовавшейся паровой фазы. Получившийся конденсат снова частично испаряется, конденсируется и т.д. За счет этого образуется продукт, обогащенный легколетучим компонентом (Л.Л.К.). Наглядно это можно иллюстрировать построением процесса на диаграмме температура – состав (рис. 3.).
Исходная смесь (точка D), обогащенная труднолетучим компонентом (Т.Л.К.) В, имеющим температуру кипения – tВ, нагревается до температуры кипения (линия Dа) и частично испаряется (линия ab), при этом образуется пар, обогащенный Л.Л.К. А. Получившийся пар конденсируется (линия bc) и образовавшийся конденсат снова частично испаряется (линия cd) и т.д. до тех пор, пока получится продукт – дистиллят заданного состава (точка С), обогащенный Л.Л.К. – А.

На практике ректификация проводится в колонных аппаратах барботажного (рис. 4) или насадочного (рис. 5) типа, принцип работы которых заключается в постоянном тепло- и массообмене между поднимающимся в колонне паром и стекающей жидкостью – флегмой.
Рассмотрим механизм взаимодействия флегмы и пара на колпачковой тарелке. Пар, образовавшийся в испарителе колонны, поступает на первую тарелку и проходит через паровые патрубки колпачков. Колпачки погружены на некоторый уровень в жидкую фазу. В результате этого паровая фаза проходит через прорези колпачков и барботирует в виде пузырьков в жидкой фазе, обеспечивая тем самым поверхность контакта между паровой и жидкой фазами и протекание на этой поверхности тепло- массообменных процессов. Поскольку пар имеет более высокую температуру чем жидкость, то при взаимодействии с жидкой фазой пар охлаждается и из него частично конденсируется легколетучий компонент, который присоединяется к жидкой фазе. Таким образом, она обогащается труднолетучим, а в паре повышается содержание легколетучего компонента.

Читайте также:  Установка импульсного кольца дискавери 3

Теплота конденсации паровой фазы передается флегме и нагревает ее до температуры кипения, флегма вскипает и из нее частично испаряется легколетучий компонент. В результате этого паровая фаза будет обогащена легколетучим компонентом, а жидкая фаза труднолетучим компонентом.

Аналогичные тепло- массообменные процессы протекают непрерывно на элементах поверхности насадочной колонны.
Таким образом, в результате процессов частичной конденсации паровой фазы и частичного испарения жидкой фазы, протекающих по всей высоте колонны, в верхней части аппарата накапливается пар практически чистого легколетучего компонента, а в кубе – жидкость, близкая по своему составу к чистому труднолетучему компоненту.
При расчете ректификационных колонн принимают, что разделяемая смесь следует правилу Трутона, согласно которому отношение мольной теплоты испарения к абсолютной температуре кипения для всех жидкостей является приближенно величиной постоянной. Отсюда следует, что молярные расходы обеих фаз для любого сечения колонны будут постоянны.
Вследствие этого весь расчет колонн удобнее производить в мольных количествах, а концентрации выражать в мольных долях.
Процесс периодической ректификации может проводиться при постоянном расходе флегмы, но при этом концентрации Л.Л.К. в различных сечениях колонны по мере отгонки его из куба будут убывать во времени, и соответственно, получают фракции дистиллята с уменьшающейся концентрацией Л.Л.К.

Проведение процесса с получением дистиллята постоянного состава возможно путем непрерывного увеличения расхода флегмы. Расчет процесса ректификации ведется, обычно, графоаналитическим методом, для чего на диаграмму составов наносится кривая равновесия и рабочая линия процесса (рис.6.)
Материальный баланс процесса периодической ректификации по материальным потокам может быть записан следующим образом:

где G – масса пара, образующегося в кубе колонны за время t , кмоль; Ф – масса флегмы, поданная на орошение за данный отрезок времени, кмоль; D – масса отобранного продукта, кмоль.
Если отнести все статьи балансового уравнения (1) к 1 кмолю продукта, то получим выражение:

где — флегмовое число, показывающее, сколько кг молей флегмы необходимо подать в колонну для получения 1 кг моля готового продукта. Отсюда

Материальный баланс процесса периодической ректификации по Л.Л.К. записывается аналогично уравнению (1) и может быть представлен в следующем виде:

Разделив правую и левую часть уравнения (4) на D с учетом , получим выражение:

где хD – концентрация Л.Л.К. в продукте (дистилляте). Выражения (5), представляющее собой зависимость рабочей (действительной) концентрации Л.Л.К. в паровой фазе (y) от его содержания в жидкой фазе (x), называется уравнением рабочей линии процесса. Она изображается отрезком прямой АВ (рис.6).
Равновесная линия, характеризующая состав пара, находящийся в равновесии с жидкой фазой, строится в координатах yp – x на основании экспериментальных данных [4] и позволяет определить значение равновесной концентрации Л.Л.К. в паровой фазе yp от текущего ее значения в жидкой фазе x:

Если разделяемая смесь подчиняется закону Рауля, то равновесная концентрация Л.Л.К. в паровой фазе (yp) может быть вычислена по уравнению:

где x – текущее значение концентрации Л.Л.К. в жидкой фазе в мольных долях; — относительная летучесть Л.Л.К.; Рллк и Ртлк – упругость паров Л.Л.К. и Т.Л.К. при соответствующей значению x температуре кипения смеси.
Построение рабочей линии осуществляется следующим образом:
1. Строится вспомогательная линия равных концентраций Л.Л.К. в обеих фазах, y=x, как диагональ диаграммы.
2. Проводятся ординаты, соответствующие содержанию Л.Л.К. в исходной смеси (xF) и в дистилляте (xD).
3. Находится положение точки. А, как точки пересечения диагонали диаграммы с ординатой x=xD.
4. На оси ординат откладывается отрезок ОС, численно равный значению свободного члена в уравнении рабочей линии процесса — .
5. Соединяется прямой линией точки А и С. При пересечении отрезка АС с ординатой x=xF получается точка В, соединяя которую с точкой А и получаем рабочую линию процесса АВ.
При построении диаграммы y(yp) – x масштабы по обеим осям, обычно, берутся одинаковыми и значения y, yp и x изменяются от нуля до единицы (что соответствует содержанию Л.Л.К. в паре и жидкости от 0 до 100%).
Масса Л.Л.К., перешедшая из жидкой фазы в паровую, может быть определена из уравнения массопередачи:

где М – масса Л.Л.К., перешедшего из фазы в фазу, кмоль/с; KYV, KYF – коэффициенты массопередачи, отнесенные к единице объема рабочей части аппарата и единице поверхности насадки соответственно, м 3 , м 2 ; среднее значение движущей силы. Для насадочных аппаратов объем V и поверхность Fн могут быть рассчитаны по следующим выражениям:

где — площадь сечения колонны, м 2 ;
d – диаметр колонны, м; Н – высота слоя насадки, м;
— удельная поверхность насадки, м 2 /м 3 .
Cреднее значение движущей силы можно рассчитать по уравнению

Читайте также:  Установка разделения хлорида циркония

где yF и yD – концентрации Л.Л.К.в исходной смеси и дистилляте, определяются по диаграмме y-x, мольн. доли; — число единиц переноса по паровой фазе, которое характеризует изменение рабочей концентрации, приходящееся на единицу движущей силы. Вследствие сложной зависимости yр=f(x) рассчитать аналитически число единиц переноса, как правило, невозможно. Поэтому прибегают к графическому интегрированию, для чего строится график в координатах (рис.7)

При построении этого графика на диаграмме y(yp)-x наносятся равновесная и рабочая линии (рис. 7б). Последовательно задаются рядом значений y ( в интервале от yF до yD), для которых графическим путем определяется величина движущей силы процесса (yp— y) и рассчитываются значения . По полученным значениям y и соответствующим строится график f(y) = (рис. 7а), площадь под которым численно равна числу единиц переноса. При определении данной площади необходимо учитывать масштабы по обеим осям.
Число единиц переноса можно определить численным методом. Для этого весь интервал интегрирования (yF; yD) разбиваем на равные отрезки . В узлах интегрирования определяем значения подынтегральной функции . Далее применяем одну из формул приближенного вычисления определенного интеграла, например, метод трапеций:

Высота слоя насадки в аппарате может быть рассчитана по следующей формуле

где hэкв – высота, эквивалентная единице переноса (ВЕП) по паровой фазе, является одной из характеристик работы массообменного аппарата.

практическое ознакомление со схемой и работой ректификационной установки периодического действия для разделения смеси этиловый спирт – вода. Составление материального баланса процесса. Построение процесса на диаграмме y(yр) – x. Определение коэффициентов массоотдачи и высоты, эквивалентной единице переноса.

Схема установки и принцип работы

Установка состоит из стеклянной ректификационной колонны (1, рис.8) диаметром 30 мм, заполненной насадкой из проволочных полуторавитковых колец (диаметр витка 3 мм, толщина проволоки 0,2 мм). Высота слоя насадки 1 м, удельная поверхность 2070 м 2 /м 3 . Снизу к колонне (1) присоединен кипятильник (куб) (2), снабженный электрическим нагревателем (4), мощность которого регулируется автоматически с помощью блока управления (9). Поскольку ректификационная колонна должна работать в адиабатическом режиме, т.е. без подвода и отвода тепла в окружающую среду, то она снабжена тепловой изоляцией (3), внутри которой смонтированы компенсационные подогреватели верхней и нижней частей колонны, работающие в автоматическом режиме от датчиков давления
Для контроля за работой колонны служат ртутные термометры при помощи, которых замеряется температура пара на выходе из колонны (t1) и температура паровой фазы в испарителе (t2)..

Перепад давления на насадке измеряется при помощи дифференциального монометра, заполненного водой и присоединенного к кубу (2) через буферную емкость (на схеме не показаны). Для разделения паровой фазы на флегму и готовый продукт служит распределительная головка (5), снабженная воздушной рубашкой для уменьшения конденсации пара внутри ее. Внутри распределительной головки (5) расположены отверстия, отводящие пар для образования продукта и флегмы, которые попеременно перекрываются клапаном (11). Последний штоком соединяется с сердечником (12), находящимся внутри индукционной катушки (10), ток в которой включается автоматически на определенные отрезки времени через заданные интервалы. Регулируя их величину можно менять соотношение отбираемого продукта и подаваемой в колонну флегмы. При втянутом в катушку (10) сердечнике (12) клапан (11) занимает верхнее положение, перекрывая вход в дефлегматор и весь пар, вышедший из колонны направляется в конденсатор (7), где конденсируется, охлаждается и стекает в сборник готового продукта (8). При отключённом токе в катушке (10) клапан опускается, перекрывает вход в конденсатор (7) и весь пар поступает в дефлегматор (6), где конденсируется и стекает по стенкам распределительной головки в колонну в виде флегмы.

Порядок выполнения работы

Перед началом работы следует приготовить исходный раствор этилового спирта в дистиллированной воде заданной концентрации, которая контролируется при помощи рефрактометра или ареометра. Графики зависимости показателя преломления света и плотности от концентрации водных растворов этанола приводятся на щите установки. Приготовленный раствор заливается в куб колонны и включается электронагреватель испарителя. Включение аппаратуры в работу и установка заданного режима разрешается только допущенным к этому лицам.
После того, как раствор в испарителе закипит, и колонна прогреется, включается клапанное устройство и начинается отбор продукта. Колонна вошла в рабочий режим.
При проведении работы отмечается объем дистиллята, образовавшегося за определенный отрезок времени, и замеряется его концентрация по рефрактометру или при помощи ареометра. Следует помнить, что зависимость плотности спиртового раствора от концентрации на графике дается для температуры 20°С, поэтому пробу перед замером плотности необходимо охладить до соответствующей температуры. Полученные данные сводятся в таблицу 1 и по ним производится расчет процесса.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector