1.5. Ректификация

Ректификация– процесс разделения смесей взаимно растворимых жидкостей путём испарения части разделяемой смеси и последующей конденсации образовавшихся паров с организацией противоточного массо- и теплообмена между жидкой и паровой фазами. Процесс основан на различии составов кипящей многокомпонентной жидкости и равновесного с ней пара, что является следствием различной летучести компонентов.

Процесс ректификации проводится в противоточных колонных аппаратах, снабженных контактными устройствами, и фактически сводится к одновременно протекающим, многократно повторяемым актам частичного испарения и конденсации разделяемой смеси на поверхности раздела фаз. При каждой частичной конденсации преимущественно конденсируется высококипящий компонент. Выделившаяся при конденсации теплота приводит к частичному испарению жидкости, при этом преимущественно испаряется низкокипящий компонент. Благодаря чему жидкость обогащается высококипящим компонентом, а пар низкокипящим. В результате многократного повторения этих процессов из верха колонны выходит пар, содержащий преимущественно низкокипящий компонент, а снизу колонны выходит жидкость, содержащая преимущественно высококипящий компонент.

Процесс ректификации осуществляют при атмосферном давлении, повышенном давлении и под вакуумом. Под давлением обычно проводят ректификацию сжиженных газов. Так, разделение кислорода и азота, проводимое при повышенном давлении и низкой температуре, относится к процессам криоректификации. Под вакуумом проводят ректификацию высококипящих и нетермостойких веществ. Изменением давления также смещают азеотропную точку при разделении азеотропных смесей.

Ректификацию обычно проводят в установках непрерывного действия. Периодическую ректификацию используют в случае часто меняющихся по составу разделяемых смесей и при небольших производительностях. Ректификация играет ключевую роль в нефтеперерабатывающей промышленности (выделение бензинов, керосинов и других фракций из нефти, разделение продуктов крекинга, риформинга, пиролиза) и является самым распространенным процессом разделения в химической и смежных отраслях промышленности. На рис. 39 представлены ректификационные колонны нефтеперерабатывающей промышленности.

Рис. 39. Промышленные ректификационные колонны