Ректификация: Разлика между версии

Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
BotNinja (беседа | приноси)
м без right/дясно в картинки (x4)
мРедакция без резюме
Ред 1:
'''Ректификацията''' е метод за разделяне на [[смес]] от [[течност]]и, който се базира на различната [[летливост]] (различната [[температура на кипене]]) на отделните вещества. Образно казано ректификацията е '''многократна [[дестилация]]'''. За разлика от дестилацията при този метод могат да се постигнат много високи чистоти на отделните компоненти. Това е най-значимият метод за разделяне на смеси в химическата, нефтохимическата и др. индустрия, който е отговорен за голяма част от консумираната [[енергия]] от тези индустрии.
 
В нефтохимическата индустрия методът служи за разделяна на [[нефт]]а на [[пропан-бутан]], [[бензин]], [[дизелово гориво|дизел]], [[самолетно гориво]], [[керосин]], [[двигателно масло|смазочни масла]], [[битум]]и и др. В хранително-вкусовата промишленост се използва например за получаване/пречистване на [[етанол]], [[етерично масло|етерични масла]] и др. Типичен пример е и разделянето на (втечнен) [[въздух]] на отделни фракции богати на [[азот]], [[кислород]] и пр.
 
== Принцип и апарати ==
Ректификацията се базира на различната летливост на отделните вещества. При достигане на [[термодинамично равновесие|равновесие]] между парна и течна [[фаза]] парите са по-богати на леснолетливи компоненти а течността на компоненти с по-висока температура на кипене.
 
При обикновената [[дестилация]] (напр. разделяне на смес от [[етанол]] и [[вода]]: варене на [[ракия]] и др.) част от течността се изпарява и след това кондензира. Докато изходната смес съдържа 8- – 10% етанол кондензатът е 35- – 40% етанол а остатъчният продукт само 1- – 2% етанол (данните са приблизителни). За по-нататъшно разделяне кондензатът може да се подаде във втори дестилационен апарат. След разделяне се получава кондензат с 50- – 60% етанол и остатъчен продукт с 15- – 20% алкохол (данните са измислени). Полученият във втория апарат кондензат може отново да се раздели и т.н. (многократна дестилация) с цел да се постигне по-високо съдържание на етанол. Така описаният процес е изключително енергоемък, изисква няколко апарата (2×изпарител + 2×кондензатор), освен това остатъчният продукт от вторият дестилатор съдържа значителни количества етанол, който трябва да се извлече (отново чрез дестилация).
 
Принципът на ректификацията е следният: парите от първият дестилатор се подават директно във втория, където при контакт с намиращата се там течност настъпва тяхната частична кондензация. Топлината отделена при кондензацията изпарява част от течността във втория дестилатор. Остатъчният продукт от втория дестилатор се подава в първия дестилатор. По този начин се спестяват един кондензатор и един изпарител и се отвежда/подава по-малко енергия. В индустрията процесът се извършва в апарати, наречени '''ректификационни колони'''. Те представляват високи цилиндрични съдове в които са разположение една над друга прегради ('''тарелки'''), които задържат определено количество течност. Всяка тарелка отговаря приблизително на един от описаните по-горе дестилатори. Ректификацията е изключително енергоемък метод и е отговорен за голяма част от консумираната от химическата индустрия енергия. Въпреки това той е често най-икономичния метод за разделяне (в сравнение с обикновена [[дестилация]], [[екстракция]] и др.)
Line 14 ⟶ 15:
<!-- [[Файл:Continuous_Fractional_Distillation.PNG|ляво|мини|200п|Схема на ректификационна колона с няколко продукта]] -->
В долната част на колоната обикновено се намира [[топлообменник|изпарител]], който изпарява част от течността. При издигането си нагоре парата влиза в контакт с намиращата се на '''тарелките''' течност, като част от нея кондензира, докато част от течността се изпарява.
 
При това парите се обогатяват на компонент(и)компоненти с по-ниска температура на кипене, а течността на компонент(и)компоненти с по-висока температура на кипене. В горната част на колоната се намира [[топлообменник|кондензатор]], който втечнява част от парата и я връща в колоната (нарича се флегма). Течността се спуска под действието на [[земно притегляне|силата на тежестта]] надолу и влиза в контакт с парата на всяка от тарелките. Броят на тарелките е важен за достатъчното разделяне на компонентите, по-голям брой тарелки (по-висока колона) водят до по-добро разделяне на компонентите. Най-висока е температурата долу в изпарителя а най-ниска в горната част на колоната. Този температурен профил се получава заради различните температури на кипене на отделните вещества.
 
Типичната колона за разделяне на смеси дава два продукта (съответно горе (дестилат) и долу). Разделянето на смес от няколко компонента на чистите вещества не е възможно с една единствена колона. При три компоненти (A,B и C), в зависимост от фазовото равновесие, са възможни например следните варианти: А излиза като чист продукт (горе/долу), (долу/горе) смес от B+C; B излиза като чист продукт (горе/долу), (долу/горе) смес от А+C и т.н. При всички случаи смесите (А+C или B+C) се подават във втора ректификационна колона. Когато не се цели разделянето на чисти компоненти а разделяне на базата на някакъв температурен интервал (например разделянето на нефта на фракции с различни интервали на кипене: пропан-бутан, бензин, дизел и др.) продуктите (фракциите) се отвеждат и от средата на колоната.