tehnološke operacije- rektifikacija.pptx
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
1/49
Tehnoloke operacijeRektifkacija i kristalizacija
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
5/49
)ednostepena destilacija%*peenje+ rakije&
,ekti-kaciona kolana
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
7/49
Prvadestilacija
Drugadestilacija
Treadestilacija
/0 10 20 !!ijagram destilacije 3sastav4temperatura
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
11/49
P'D'()*'+',-
PR-+)(,--()
T-/,'0T
P1R1
Deo rektifkacione kolone sa sitastimpodovima
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
12/49
7
isparivaUlaz
89$9
6statak:$ :
Para$ ;
podovi
Proizvod%destilat& !$ !
para
,e5uks$ 8
!e5egmator%ladnjak&
7Tenost$ 8
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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 :.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
14/49
Prema konstrukciji podova$ razlikujemosledee vrste rekti-kacioni kolona3
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
15/49
*olone sa sitastim podovima
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
16/49
*olone sa zvonastim podovima
/4 dno poda
14 otvor za prolazpare
24 zvono>4 prelivne cevi
par
a
tenost
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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
. .... ....
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
18/49
7
89$9
6statak:$ :
destilat !$ !
;
,e5uks$ 8
!e5egmator%ladnjak&
7n4/ zonan4obogaenjanA/
m4/ zonam4iscrpljenjamA/
; 8
8;
4)+1,0 *'+',-
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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#
#
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
22/49
Re&uksni odnos
!e-nie se na osnovu molski udela3
"tvarni re5uksni odnos3 ,D * gde je =)&0'
,D/$2* +,
D
LR =
,e5uks %povraaj tene faze&
Proizvod %destilat&
+xy
yxR
r
rDMIN
= Cinimalni re5uksni odnos
:roj 5egmi
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
23/49
-fkasnost poda
2 st$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
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
25/49
Rektifkacija tenog vazduha
Na atmosferskom pritisku temperatura kljuanja3 #zota je FF$2G
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
26/49
Tehniko izvo%enje rektifkacije
Poto azot i kiseonik kljuaju na razliitim
temperaturama$ 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
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
27/49
Diskontinualna rektifkacija
/4 kazan14 4 LladnjakG4
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
28/49
*ontinualna rektifkacija
/4 zona osiromaenja14 zona obogaivanja
24 de5egmator
>4 ladnjakG4 rezervoar za destilat
M4 rezervoar za ostatak
F4 predgreja poetnesmee
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
29/49
*R)0T1+):1)J1
Defnicija;
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
31/49
Dijagram rastvorljivosti nekih 2 neorganskihsoli3
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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&
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
33/49
#nalizom dijagrama moemo zakljuiti
sledee3
/. ,astvorljivost razni supstanci jerazliita=
1. ,astvorljivost zavisi od temperature=
2. ,astvorljivost veine supstanci raste saporastom temperature.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
34/49
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
35/49
Ceanizam i faze nastajanjakristala
/. Eormiranje kristalni klica %centarakristalizacije& i
1. ,ast kristala
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
36/49
Nastajanje kristalni klica se moe ubrzati*pelcovanjem rastvora+$ tj. ubacivanjemsitni kristala iste materije u prezasien
rastvor.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
38/49
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
42/49
*adni kristalizator
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
43/49
0venson = (olker kristalizator
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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&.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
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&$tako da je mogue kontrolisati brzinula(enja u svakoj sekciji.
"piralna mealica spreava vezivanjenovonastali kristala na povrinu zala(enje.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
46/49
(ul = 4ok kristalizator
!elovi kristalizatora su3/ R
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
47/49
(ul#4okov kristalizator koristi vazdu kao
rasladni 5uid i predstavlja najjednostavnijitip kontinualnog kristalizatora sa meanjem.Proizvedeni kristali su mnogo uniformnijegoblika.
"astoji se od korita$ 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.
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
48/49
(akuum kristalizator
/ R Silindar1 R $ > $4 Propeleri
G R Parni ejektor
M R :arometarskacev
F R Sentrifugalnapumpa
-
7/26/2019 tehnoloke operacije- rektifikacija.pptx
49/49
(akuum kristalizatori 4