tehnološke operacije- rektifikacija.pptx

7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx

1/49

Tehnoloke operacijeRektifkacija i kristalizacija


2/49

Destilacija se primenjuje kada se eli izdvojiti nekakomponenta ili komponente iz tenog rastvora. To se

ostvaruje tako to se teni rastvor zagreva dotemperature promene faze.

U ovim sluajevima nee se dobiti ista lake isparljivakomponenta. Pri isparavanju prvo se dobija para u kojoj

najvie ima najlake ispraljive komonente. Naknadnomkondenzacijom pare dobija se rastvor koji je drugaijiod osnovnog.

Primer je proizvodnja alkoolni pia destilacijom iliproizvodnja destilata lekovitog i aromatinog bilja.!estilacija moe biti jednostepena i rakciona."pecijalni i najsloeniji oblik destilacije je rektifkacija.


3/49

Jednostepena destilacija je u sluaju

kada se deava promena faze isparavanjemsamo na jednom rastvoru i sav kondenzat je

jedinstven. U ovom sluaju postoji samojedan proizvod destilat.

#ko se kondenzovanje isparene smeerazdvoji na vie frakcija onda je re orakcionoj destilaciji. Postupnimkondezovanjem frakcija dobijaju se rastvorikoji imaju razliite sastave.


4/49

Rektifkacija je proces pri kome se deava

stepenasta destilacija. Naime u specijalnomtenolokom aparatu koji se zoverektifkaciona kolana po celoj visini postojerazliite koncentracije rastvora$ a isto tako na

veem %potrebnom& broju mesta odvajaju sepojedine frakcije %derivati&.

'nai u ovom sluaju dobijaju se razliiti

derivati$ koji se me(usobno vie razlikuju posastavu nego dobijeni frakcionom destilacijom.


5/49

)ednostepena destilacija%*peenje+ rakije&

,ekti-kaciona kolana


6/49

Rektifkacija

,ekti-kacija je vie puta ponovljenadestilacija.Primenjuje se onda kada obinomdestilacijom nije mogue razdvojiti

komponente$ jer im je isparljivost slina.

Pri rekti-kaciji dobijeni destilat se ponovodestilie$ sve dok u poslednjem destilatu ne

dobijemo istu isparljiviju komponentu.


7/49

Prvadestilacija

Drugadestilacija

Treadestilacija

/0 10 20 !!ijagram destilacije 3sastav4temperatura


8/49

,ekti-kacija se izvodi u rekti-kacionoj koloni ukojoj se doga(a celi niz destilacija kao priviestepenoj destilaciji.

,ekti-kaciona kolona se sastoji od potrebnog i

proraunatog broja podova. Podovi su iste konstrukcije i predstavljajujedan kazan.

Na podovima kolone destilat i para se

intenzivno meaju i kreu se u suprotnimsmerovima3 Tenost %destilat& nanie Para navie.


9/49

Para ima veu temperaturu odtemperature kljuanja tenosti$ pa zbogtoga pri dodiru sa tenou$ vri njenozagrevanje do kljuanja. Tom prilikom

predaje tenosti te!e isparljivukomponentu" a prima#oslo$a%a iz njelake isparljivu.

Na taj nain parase postepeno obogauje

lake isparljivom komponentom$ a tenosttee isparljivom komponentom.


10/49

Tenost se iz kolone odvodi na dnu %sa

zadnjeg poda&$ dok se para odvodi na vrukolone sa prvog poda.'a nesmetan rad kolone deo destilata izladnjaka %de5egmatora& se vraa u kolonu

na prvi pod.!eo destilata koji se vraa u kolonu na prvi

pod$naziva se re&uks.6statak destilata se odvodi u moniji

ladnjak gde se oladi$ a potom se sabira urezervoaru kao konaan proizvod.


11/49

P'D'()*'+',-

PR-+)(,--()

T-/,'0T

P1R1

Deo rektifkacione kolone sa sitastimpodovima


12/49

7

isparivaUlaz

89$9

6statak:$ :

Para$ ;

podovi

Proizvod%destilat& !$ !

para

,e5uks$ 8

!e5egmator%ladnjak&

7Tenost$ 8


13/49

,ekti-kacione kolone obogauju poetnirastvor %9& koji se uvodi ispod najniegpoda kolone i pare %;& koja struji navie$

obogauje se do %!& lake isparljivomkomponentom #$ dok se tenosti %8& kojastruji nanie sve vie osiromaujekomponentom #$ do %:& u koliini :.


14/49

Prema konstrukciji podova$ razlikujemosledee vrste rekti-kacioni kolona3


15/49

*olone sa sitastim podovima


16/49

*olone sa zvonastim podovima

/4 dno poda

14 otvor za prolazpare

24 zvono>4 prelivne cevi

par

a

tenost


17/49

Teorijski 2idealan3 pod?n4

n4/ pod

n 4 pod

@nA/

n

nA/ pod

BnTeorijski idealan pod je takav podkod koga je para koja se sa njegadie %Bn& u ravnotei sa tenou%n& koja sa njega otie.

n4/ pod

n4 pod

nA/ pod

kolona

Bn

n4/BnA/

n

9: /

/ # 9

n$Bn

kondenzacija

C

N

kljuanje

n Bn

t

. .... ....


18/49

7

89$9

6statak:$ :

destilat !$ !

;

,e5uks$ 8

!e5egmator%ladnjak&

7n4/ zonan4obogaenjanA/

m4/ zonam4iscrpljenjamA/

; 8

8;

4)+1,0 *'+',-


19/49

5aterijalni $ilans za celu kolonu

:ilans cele kolone+67D84

:ilans za lake isparljivu komponentu #3

+6 967D 9D8494

a&:ilans zone obogaenja3

;D8A!$ i ;nA/ D89A! pa je3; yn+1 =Lxn + DxD odnosno

Dnn xV

Dx

V

Ly +=

+1


20/49

6vo je jednaina prave3 BDax+n , gde je a=L/V=tg ab=D/VxD odseak na y-osi.

Zamenom u os!ednjem i"#a"u V=L+D dobija se jednaina#adne #a$e u "oni oboga%i$anja &x=xn'(

: /

9/ #9

b#oji!i

onos#e)!uksniD

L*

(jegde

,11

1

=

+

+

+

=+

R

xx

R

Ry Dn

1+=

R

Rtg

# odseak na B4osi

je31+R

xD

,adnaprava

,avnotena kriva

1+RxD

: 9 !

B#

#


21/49

"linim izvo(enjemkao i za zonu

obogaivanja$ dolazise dojednaine radneprave u zoniiscrpljenja

6vo je jednaina radne

prave u zoniiscrpljenja.

4ilans zone iscrpljenja

B9

Br

B!

/

B#

#

9

/:

: 9 ! /9

#

#2 #>

#1

#/

,adne prave

1

1

11

+

+

+=

+

R

Fx

R

FRym

B

BD

xx

xx

D

LF

==

+

+

E4 se zove &egma


22/49

Re&uksni odnos

!e-nie se na osnovu molski udela3

"tvarni re5uksni odnos3 ,D * gde je =)&0'

,D/$2* +,

D

LR =

,e5uks %povraaj tene faze&

Proizvod %destilat&

+xy

yxR

r

rDMIN

= Cinimalni re5uksni odnos

:roj 5egmi


23/49

-fkasnost poda

2 st$a#noj ko!oni nisu odo$i idea!ni. 3a#a koja do!a"i

do st$a#nog oda &yn' si#oma4nija je !ak4e isa#!ji$om

komonentom A tj. yn 5y#n koja je u #a$note6i sa

teno4%u koja nau4ta od &xn'. *a"!og o$ome je u(- konstrukcija podova

- brzina strujanja

- odnosu protoka (L/V)- vremenu zadravanja na posmatranom podu

- rastvorljivosti posmatrane materije u fazama


24/49

*oefcijent korisnog dejstva poda se

defnie

4roj teorijskih podova

1

1

+

+

=

nrn

nn

yy

yy

nrn

nrnteorijski

yy

yyN

=

+1!n

teorijski

nost

NN =

$a#

"tvarni broj podovaTeorijski broj podova


25/49

Rektifkacija tenog vazduha

Na atmosferskom pritisku temperatura kljuanja3 #zota je FF$2G


26/49

Tehniko izvo%enje rektifkacije

Poto azot i kiseonik kljuaju na razliitim

temperaturama$ rekti-kacijom urekti-kacionoj koloni mogue i je razdvojiti.

U rekti-kacionoj koloni u suprotnostrujnom

tokudolaze u dodir parna i tena struja priemu se$ tokom viestrukog isparavanjatenosti i kondenzacije pare$ tenostobogauje komponentom koja ima viutemperaturu kljuanja to jest


27/49

Diskontinualna rektifkacija

/4 kazan14 4 LladnjakG4


28/49

*ontinualna rektifkacija

/4 zona osiromaenja14 zona obogaivanja

24 de5egmator

>4 ladnjakG4 rezervoar za destilat

M4 rezervoar za ostatak

F4 predgreja poetnesmee


29/49

*R)0T1+):1)J1

Defnicija;


30/49

Rastvorljivostsupstanci

!e-nicija3

Predstavlja onu masu iste supstanceizraene u gramima$ koja moe da serastvori u /99 g rastvaraa$ pri emurastvor postaje zasien.

)edinica mere rastvorljivosti je3 g /99 grastvaraa.

,astvorljivost supstanci nalaze se utabelamau zavisnosti od temperature$ ili jeprikazana gra-ki u !J)#O,#CU

,#"T;6,8)J;6"TJ.


31/49

Dijagram rastvorljivosti nekih 2 neorganskihsoli3


32/49

!ijagrami predstavljaju zasieno stanje

rastvora.

Podruja ispod krive predstavljajuNK'#"JKN6 "T#N)K ,#"T;6,#$ dok iznad

krive P,K"JKN6 "T#N)K.

Presieno stanje nije stabilno$ jer rastvor

sadri vie supstance od onoga to moeda bude rastvoreno %metastabilno stanje&


33/49

#nalizom dijagrama moemo zakljuiti

sledee3

/. ,astvorljivost razni supstanci jerazliita=

1. ,astvorljivost zavisi od temperature=

2. ,astvorljivost veine supstanci raste saporastom temperature.


34/49


35/49

Ceanizam i faze nastajanjakristala

/. Eormiranje kristalni klica %centarakristalizacije& i

1. ,ast kristala


36/49

Nastajanje kristalni klica se moe ubrzati*pelcovanjem rastvora+$ tj. ubacivanjemsitni kristala iste materije u prezasien

rastvor.


37/49

Nakon formiranja kristalni klica zapoinje rastkristala$ jer difuzijom iz rastvora molekuli ili joni

rastvorka adsorbuju se % vezuju se & za klice.

:rzina la(enjarastvora utie na veliinuformirani kristala.

:rzo la(enje daje vei broj sitni kristala$ dok sporola(enje daje manji broj vei kristala.

Pokazalo se da materije manji molekulski masadaju manje kristale.


38/49


39/49

1parati za kristalizaciju #kristalizatori

Treba da omogue3

/. !obijanje kristala eljene veliine=

1. Pogodno la(enje rastvora=

2. 8ako va(enje izdvojeni kristala=

>. !a rade kontinualno.


40/49

Postoji veliki broj ure(aja %kristalizatora& koji se koriste upraksi. Performanse su im razliite i uslovljene su dizajnom iprocesnim uslovima. Prema nainu rada delimo i na3

ar!ni kristalizatori4 za male koliine proizvoda$opremljeni mealicama i pumpamakontinualni kristalizatori# obezbe(uju konstantan kvalitet

proizvoda %kristala&.U arne kristalizatore spadaju3

*adni kristalizatori 4 kristalizatori tipa otvorene kade$kristalizacija se ostvaruje na jedan od najstariji naina.

U kadi se zagrejani zasieni rastvor ladi ili zagreva radiisparavanja rastvaraa u otvorenom sudu.


41/49

*ristalizatori tipa uparivaa4uparavanje rastvora$ radideliminog uklanjanja rastvaraa i stvaranja uslova zakristalizaciju$ esto se odvija u normalnom uparivau sa

relativno kratkim$ irokim cevima i proirenim donjim delom$tako konstruisanim da se spei nagomilavanje kristala na dnuuparivaa.

,astvor se uguava i zatim izvodi iz uparivaa$ radi odvajanjanovostvoreni kristala od matine tenosti.

Nakon odvajanja kristala$ matina tenost se vraa u upariva$pomeana sa polaznim rastvorom$ pri emu se postupakuparavanja rastvora nastavlja sve dok se u uguenom rastvorune na(u samo neistoe$ ije uparavanje nije ekonomskiopravdano.


42/49

*adni kristalizator


43/49

0venson = (olker kristalizator


44/49

!elovi kristalizatora su3

/ R Lorizontalno korito

1 R !upli zid %omota za vodeno la(enjekorita&

2 R ;ratilo

> R "piralna mealica privrena na vratiloG R 6tvor za pranjenje %odvo(enje smee

kristala i matinog rastvora

M R Sevi za spajanje lanaka %dva korita&.


45/49

0venson#(okerov kristalizator pripada

grupi linernog tipa ure(aja$ a sastoji se oddugakog otvorenog korita$ irine do 9$M m$podeljenog u vei broj sekcija. "vaka sekcijase moe$ nezavisno jedna od druge$ laditi

vodom$ preko spoljnjeg duplikatora %plata&$tako da je mogue kontrolisati brzinula(enja u svakoj sekciji.

"piralna mealica spreava vezivanjenovonastali kristala na povrinu zala(enje.


46/49

(ul = 4ok kristalizator

!elovi kristalizatora su3/ R


47/49

(ul#4okov kristalizator koristi vazdu kao

rasladni 5uid i predstavlja najjednostavnijitip kontinualnog kristalizatora sa meanjem.Proizvedeni kristali su mnogo uniformnijegoblika.

"astoji se od korita$ koje se polagano ljulja sajedne na drugu stranu i na taj nain mearastvor.

Poto ovaj kristalizator nema radni delova$

relativno lako se izra(uje od materijalaotporni na koroziju$ pri emu to nekad moebiti i ojaana guma.


48/49

(akuum kristalizator

/ R Silindar1 R $ > $4 Propeleri

G R Parni ejektor

M R :arometarskacev

F R Sentrifugalnapumpa


49/49

(akuum kristalizatori 4

Documents

tehnološke operacije- rektifikacija.pptx