Ректификация – это способ деления жидкости на составные части (фракции) за счет повторения циклов испарения и конденсации.
Схему работы ректификационной колонны можно описать следующим образом: состав, поступающий в колонну, нагревается, выделяется пар и жидкость. Пар поднимается вверх, а жидкость или флегма стекает вниз. Пар имеет низкую температуру кипения и низкий удельный вес, что объясняет его летучесть. Остающиеся жидкие компоненты, в свою очередь, закипают при более высокой температуре и являются более тяжёлыми.
Чтобы достичь температуру кипения и разделить смесь на фракции применяют нагревательные элементы. Нагрев возможен в различных режимах: от атмосферного давления до вакуума.
Внутри ректификационной колонны между двумя потоками происходит тепломассообмен, что дает возможность получить на выходе два чистых компонента с минимальным количеством примесей. Площадь тепломассообмена и количество циклов зависит от вида и количества контактных элементов.
Принцип действия ректификационной колонны применяется как в простых приборах, так и в сложном промышленном оборудовании.
Основными элементами ректификационной колонны являются:
– дефлегматор (в нем пар частично конденсируется, образуя текущий вниз поток флегмы).
– нагревательный элемент
– контактные элементы (тарелки или насадки).
Важнейшая задача контактных элементов обеспечить равномерное распределение пара и жидкости внутри колонны. От их количества напрямую зависит эффективность колонны.
Ректификационные колонны бывают насадочными и тарельчатыми. В насадочных для контакта потоков используют твердые элементы, установленные по всей высоте колонны на определенном расстоянии друг от друга. Форма насадок может быть разной от колец и цилиндров до седел.
В тарельчатой колонне процессы тепло- и массообмена происходят на поверхности горизонтальных перегородок или тарелок. Жидкость стекает с одной тарелки на другую, а пар проходит сквозь тарелки снизу-вверх, контактируя с жидкостью по максимальной площади.
Ректификационные колонны широко используются в различных отраслях промышленности: от нефтеперерабатывающей до пищевой.
