O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi toshkent davlat texnika universiteti «mashinasozlik»

O’xshash qurilmalar tasnifi

Sanoatda kupincha binar aralashmalarni emas, balki kup komponentli aralashmalarni ajratishga tugri keladi. Bunday aralashmalarni rektifikatsiyalash ancha murakkab va kam urganilngan jarayon xisoblanadi. Agar binar ¡aralashmalar ikkita erkinlik darajasiga ega bulsa, kup komponentli aralashmalarning erkinlik darajasi komponentlarning soniga teng buladi. Shu sababli kup(komponentli aralashmalarni rektifikatsiyalash jarayonini analiz kilish va xisoblash ancha murakkabdir. Kup komponentli aralashmalarni ajratish jarayoni uchun zarur bulgan kurilmalarni uzaro boglash xam ancha murakkablashadi. Bunday aralashmalarni bitta kolonnada ajratish mumkin emas. Umumiy xolda kolonnalarning soni komponentlarning sonidagn bitta kam buladi, demak, komponentlar soni p ta bulgan aralashmani ajratish uchun p — 1 ta kolonna kerak buladi. Bunda sol tarikasida uch (A, B za C) komponentli aralashmani ajratishni kurib chikamiz. Ajratish jarayoni ikki xil variant buyicha olib boriladi; a) A va B komponentlar C komponentga nisbatan uchuvchan; b) A komponent B va C komponentlarga nisbatan uchuvchan: (1- rasm). Birinchi variant buyicha

1-rasm. Uch komponentli aralashmani ajratadigan rektifikatsion kurilmaning sxemasi:. a — L va V komponentlar S komponentga nisbatan kuprok uchuvchan; b — L komponent V na S komponentlarga nisbatan kuprok uchunchan; 1,2 - kolonnalar. birinchi kolonnadan yomon uchuvchan komponent S koldik, sifatida ajratib olinadi. Kolgan ikkita komponent A va V kondenslashdan sung ikkinchi kolonnaga yuboriladi, u yerdan A komponent distillyat sifatida ajratib olinadi, chunki A komponent V komponentga nisbatan biroz uchuvchan. V komponent esa koldik. buladi. A-\-V komponentlarini ikkinchi kolonnaga bug xolida berish iktisodiy jixatdan tejamli xisoblanadi; bunda birinchi kolonnaga tegishli bulgan deflegmatorda fak,at flegma uchun yetarli bulgan bug kondensatsiyalanadi. Ikkinchi variantga kura birinchi kolonnadan eng uchuvchan A komponent distillyat sifatida ajratib olinadi, kolgan ikkita V + S komponentlarning aralashmasi ikkinchi kolonnaga nasos yordamida beriladi. Ikkinchi kolonnadan nisbatan uchuvchan bulgan V komponent distillyat sifatida olinadi, S komponent esa kol dik, sifatida ajratiladi.

Ekstraktiv rektifikatsiya. Komponentlarning kaynash temperaturasi bir-biriga juda yakin bulgan suyuk aralashmalarni ajratish juda k.iyin vazifa xisoblanadi. Bunday aralashmalarning fazaviy muvozanat egri chiziklari u — l: diagrammaning diagonal chizigiga juda yakin keladi, shu sababdan flegmaning kuprok, olinishini xiyeobga oluvchi koeffitsiyentning kiymati katta bulgan sharoitda xam rektifikatsion kolonnadagi zarur bulgan tarelkalarning soni ancha ortib ketadi. Bunday aralashmalarni ajratish jarayoni asosiy komponentlarning uchuvchanligini ancha orttirib yuboradigan uchinchi komponent (ajratuvchi) agent) dan foydalanishga ayeoyelangan.

Uchinchi komponent aralashmaning ikkala komponentlariga nisbatan kam uchuvchan va aralashmada yomon uchuvchan komponentni yaxshi eritib yuboradigan bulishi kerak. Masalan, n — butan (/MY = 0,5°C) va psevdobutilen (/kay = 0,3°C) aralashmayeiga atseton (/kay = 56°C) kushiladi. Atseton psevdobutilenni yaxshi eritadi, n — butanni esa eritmaydi. Shunday k,ilib, suyuk, aralashmalarni ajratuvchi agent yordamida komponentlarga ajratish ekstraktiv rektifikatsiyalash deyiladi.
Ekstraktiv rektifikatsiyalashning sxemasi 2- rasmda tasvirlangan. Bunday kurilma ikkita rektifikatsion kurilmalardan iborat bulib, birinchisiga A va V komponentlardan tashkil topgan aralashma beriladi.
Birinchi kolonna yukorigi kismidagi tarelkalardan bittayeiga ajratuvchi agent S yuboriladi. V komponenti ajratuvchi agent S da yaxshi eriydi, birok A va S komponentlari uzaro erimaydi (yoki kisman eriydi). V komponenti nisbatan yukori temperaturada kaynaydi. S komponenti suyuk va bug fazalari tarkibidagi V komponentni ekstraksiyalaydi.

Birinchi kolonnadan V + S aralashmasi koldik maxsulot sifatida ajraladi, distillyat esa amaliy jixatdan toza bulgan A komponentidan iborat buladi. Ekstraktiv rektifikatsiyalashdan sung V-\-S aralashmasi ikkinchi kolonnaga yuborilib, u yerda bir-biridan ajratiladi. Ushbu kolonnadan V komionenti distillyat sifatida ajratib olinadi. Kol dik maxsulot xolatida ajralgan S komionenti kaytadan ishlatish uchun birinchi kolonnaga kaytariladi. Ekstraktiv rektifikatsiyalash fakat uzluksiz rejimda olib

Azeotrop rektifikatsiya. Ajratilishi zarur bulgan ikki komponentli azeotrop aralashmaga uchinchi komponent kushiladi. Bunda uchinchi komponent aralashma komionentlarining birortasi bilan yangi (dastlabki aralashmaga nisbatan yaxshirok uchuvchan azeotrop aralashma) distillyat sifatida xaydaladi, kol ga n komponent esa koldik maxsulot sifatida ajratib olinadi. 2- rasmda azeotrop rektifikatsiyalash kurilmasining bitta varianti tasvirlangan. Kolonna 1 ga suyuk azeotrop aralashma (A-V) beriladi. Kolonnaning yukorigi kismiga uchinchi
aralashmaga uchinchi komponent kushiladi. Bunda uchinchi komponent aralashma komionentlarining birortasi bilan yangi (dastlabki aralashmaga nisbatan yaxshirok uchuvchan azeotrop aralashma) distillyat sifatida xaydaladi, kol ga n komponent esa koldik maxsulot sifatida ajratib olinadi.1- rasmda azeotrop rektifikatsiyalash kurilmasining bitta varianti tasvirlangan. Kolonna 1 ga suyuk azeotrop aralashma (A-V) beriladi. Kolonnaning yukorigi kismiga

uchinchikomponent S yuboriladi. Kolonnada yangi azeotrop aralashma ( B+ C ) xosil buladi, ushbu aralashma komponentlari suyuk xolatda amaliy jixatdan bir-birida uzaro erimaydi. Shu sababdan distillyat deflegmator 2 da sovitilgan sung chuktirish kurilma da B va C komponentlariga ajraladi. V komponenti uzatiladi, C komponenti esa kolonnaga kaytariladi. A komponenti kolonnaning pastki kismidan koldik maxsulot sifatida ajr aladi. Azeotrop rektifikatsiyalashga misol kilib etil spirti — suv aralashmasini (kaynash temperaturasi 78° C atrofida) ajratishni kurib chikish mumkin. Bu jarayonda ajratuvchi komponent sifatida benzol xizmat kiladi, ushbu uchinchi komponent suv bilan taxminan 64,8° C da kaynaydigan azeotrop aralashma xosil kiladi. Kolonnadan koldik sifatida uzatiladigan maxsulot tarkibi suvsiz etil spirtidan iborat buladi. Azeotrop rektifikatsiyalash jarayoni davriy va uzluksiz rejimlarda olib borilishi mumkin. Kunchilik sharoitlarda azeotrop rektifikatsiyalash uchun ekstraktiv rektifikatsiyalashga nisbatan kuprok issiklik sarfi talab kilinadi. Bundan tashkari azeotrop rektifikatsiyalash jarayoni uchun tegishli ajratuvchi agentni tanlash ancha kiyin vazifa xisoblanadi. Past temperaturali rektifikatsiya. Suyuk gaz aralashmalarini rektifikatsiya usuli bilan ajratish juda past temperatura va katta bosim bilan olib boriladi. Bunday jarayonda ajratilgan maxsulotlar tula yoki kisman bug xolatida buladi. Masalan, uta sovitish yuli bilan olingan xavoni rektifikatsiya yuli bilan ajratish uchun turli ajratish kurilmalari ishlatiladi: 1) bir kolonnali ajratish apparatlari (yoki bir marotaba rektifikatsiyalash kurilmalari); 2) kup kolonnali ajratish kurilmalari (yoki kup marotaba rektifikatsiyalash kurilmalari). i 1-rasm. Azeotrop rektifikatsiyalash kurilmasining sxemasi: / — kolonna; 2 — deflegmator; 3 — chuktirish apparati. 3- rasm. Xavoni kislorod va azotga ajratuvchi ikkita kolonnali rektifikatsion kurilmaning sxemasi: / — zmeyevik; 2. 4, 5 — ventillar; 3 — kondensator-buglatgich. 3- rasmda xavoni kislorod va azotga ajratuvchi

Past temperaturali rektifikatsiya. Suyuk gaz aralashmalarini rektifikatsiya usuli bilan ajratish juda past temperatura va katta bosim bilan olib boriladi. Bunday jarayonda ajratilgan maxsulotlar tula yoki kisman bug xolatida buladi. Masalan, uta sovitish yuli bilan olingan xavoni rektifikatsiya yuli bilan ajratish uchun turli ajratish kurilmalari ishlatiladi: 1) bir kolonnali ajratish apparatlari (yoki bir marotaba rektifikatsiyalash kurilmalari); 2) kup kolonnali ajratish kurilmalari (yoki kup marotaba rektifikatsiyalash kurilmalari)

3-rasm. Azatrop retsifikatsiyalashqurilmasi sxemasi.

1 – kolonna.2-deflegmator.3-cho’ktrish aparati

3- rasmda xavoni kislorod va azotga ajratuvchi ikki kolonnali kurilmaning sxemasi tasvirlangan. Zmeyevik / ga suyultirilgan va sovitilgan xavo kirib, u yerda kondensatsiyaga uchraydi, bunda ajralgan issiklik kolonnaning kubida R j 0,6 MPa bosim bilan kaynayotgan suyuklikka beriladi. Zmeyevikdagi xavo drossel ventil 2 orkali pastki kolonnaning ta’minlovchi kismiga beriladi. !/zida kam mikdorda kislorod tutgan yengil uchuvchan azotning buglari kondensator 3 ning trubalarida kondensatsiyalanadi. Ushbu kondensatorning trubalar aro bushligida suyuk kislorodning buglanishi yuz beradi.

Kondensator 3 da xosil bulayotgan azotli flegmaning bir kismi pastki kolonnani namlash uchun ishlatiladi, kolgan kismi esa drossel klapani 4 orkali yukorigi kolonnani namlash uchun yuboriladi. Yukorigi kolonnada bosimning kaynashi 0,14— 0,16 MPa ni gashkil etadi. Yukorigi kolonnadagi buglatgich 3 ning trubalararo bushligidan tarkibida 99,9 % 0 2 tutgan toza gaz yoki suyuk xolatdagi kislorod olinadi. Kolonnaning yukorigi kismidan esa taxminan 98% li toza azot uzatiladi. Ajratilgan azot va kislorodning tarkibida oz mikdorda argon va boshka kamyob uchraydigan gazlar bulishi mumkin. Ajratilayotgan maxsulotlar (azog va kislorod) ning tozalik darajasini oshirish uchun pastki kolonnaning argon kup tuplanadigan tarelkasidagi buglarning bir kismi ajratib olinib, boshka past gemperaturali rektifikatsiyalash kurilmasiga yuboriladi. Sanoatda ish unumdorligi 7500 m³/soat (xavo buyicha) va undan kup bulgan x,avoni kislorod va azotga ajratuvchi rektifikatsion kurilmalar keng ishlatiladi.