Режа: Бинар аралашмаларни ректификация қилиш

Мавзу 18. Ректификация. Оддий, мураккаб, тўлиқ, вакуум колонналар. Уларнинг контакт элементлари. Тарелкалар турлари ва тузилиши.


Режа:

1. 
   Бинар аралашмаларни ректификация қилиш.
   

2. Колоннали ускуналарни синфлаш.

3. 
   Ректификация жараёнига таъсир этувчи омиллар.
   
4. 
   кўп компонентли аралашмаларни ректификациялаш.
   
5. 
   Компонентларнинг қайнаш ҳараратлари бир-бирига яқин бўлган ва азеотроп аралашмаларни ректификациялаш.
   

1. БИНАР АРАЛАШМАЛАРНИ РЕКТИФИКАЦИЯ ҚИЛИШ.
Суюқлик аралашмаларини ташкил этувчи компонентларга бир неча марта қисман буғлатиш ва буғларни конденсациялаш натижасида ажратишга ректификация дейилади.
Одатда, эритмаларни тўла ажратишни фақат ректификация усули таъминлайди. Бу жараён насадкали ёки тарелкали колонналарда ўтказилади.
Колоннада буғ ва эритма қарама қарши йўналишда ҳаракатлантирилади ва
ҳар бир тўқнашиш мосламасида буғ конденсацияланса, эритма эса буғнинг
конденсацияланиш иссиқлиги ҳисобига қисман буғланади.
Шундай қилиб, буғ енгил учувчан компонент билан, колоннадан пастга
оқиб тушаётган суюқлик эса - қийин учувчан компонент билан бойитилади.
Буғ ва эритманинг кўп марта тўқнашиши ҳисобига дистиллят бутунлай енгил
учувчан, куб қолдиги эса қийин учувчан компонентдан таркиб топган бўлади.
Ректификация принципи. Бир жинсли суюқ аралашмаларни компонентларга тўла ажратиш фақат ректификация усули билан амалга оширилиши мумкин. Ректификация жараёнининг моҳиятини t–х–у диаграммаси орқали тушунтириш мумкин (1-расм).
Концентрацияси х₁ бўлган дастлабки аралашма қайнаш ҳарорати t₁ гача иситилганда, суюқлик билан мувозанатда бўлган буғнинг ҳолати аниқланади (b нуқта).
Бу буғ конденсация қилинганда концентрацияси х₂ га тенг бўлган суюқлик ҳосил бўлади (х₂>х₁). Демак, суюқлик енгил учувчан компонент билан бирмунча тўйинган бўлади. Бу суюқлик ҳам қайнаш ҳарорати t₂ гача иситилганда буғ ҳосил бўлади (d нуқта)
Буғ конденсацияланганда х₃ таркибли суюқлик олинади (х₃>х₂). Шу йўсинда бирин-кетин бир неча марта суюқликни буғлатиш ва буғни конденсациялаш жараёнларини ўтказиш орқали тайёр маҳсулот-дистиллят олиш мумкин. Дистиллят асосан енгил учувчан компонентдан ташкил топган бўлади.
Диаграммадаги юқориги эгри чизиқ буғ фазасининг таркибини белгилайди, пастки эгри чизиқ эса қайнаш ҳароратларини ифодалайди. Бу диаграмма ёрдамида бирин-кетин бир неча марта конденсациялаш ва буғлатиш жараёнларини ўтказиш орқали таркиби асосан қийин учувчан компонентдан ташкил топган қолдиқ суюқлик олиш мумкин. Кўп марта буғлатиш жараёнини кўп поғонали қурилмаларда олиб бориш мумкин. Бироқ бундай қурилмалар қатор камчиликларга эга: ўлчами катта, юқори концентрацияли моддалар (дистиллят ёки қолдиқ) нинг чиқиши кам, атроф муҳитга кўп миқдорда иссиқлик йўқолади.





1-расм. Бинар аралашмаларни ректификация усули билан ажратишнинг диаграммада тасвирланиши.

Суюқ аралашмаларни бирмунча ихчам бўлган ректификацион колонналарда тўла ҳолда компонентларга ажратиш анча тежамлидир. Ректификация жараёни даврий ва узлуксиз равишда, босимнинг турли қийматларида (атмосфера босими остида, вакуумда, атмосферада босимдан юқори босимда) олиб борилади.

Юқори ҳароратларда қайнайдиган моддаларнинг аралашмаларини ажратишда вакуум ишлатиш мақсадга мувофиқдир. Нормал ҳароратларда газ ҳолатида бўлган аралашмалар ажратилганда атмосфера босимдан юқори бўлган босим остида ишлайдиган қурилмалардан фойдаланилади.