Ректификационная колонна
Ректификационная колонна – это установка, которая используется в процессах экстрактивной ректификации, дистилляции, экстракции жидкостей, теплообмена между жидкостью и паром.
Дистилляция – это испарение, перегонка жидкости с последующим охлаждением и конденсацией пара.
Ректификация – это процесс разделения двойных или многокомпонентных смесей благодаря противоточному массообмену меду жидкостью и паром.
Процесс ректификации известен с начала девятнадцатого века, в то время он представлял собой один из самых важных технологических процессов спиртовой и нефтяной промышленности. Сейчас ректификация используется в различных областях химической технологии, в которой выделение компонентов в чистом виде имеет очень важное значение. Ректификация представляет собой процесс многократного испарения и конденсации, в результате которого исходная смесь разделяется на два и более компонента, фаса пара насыщается легколетучими компонентами, жидкая фаза тяжелолетучими. Ректификационные колонны используются в простых лабораторных работах и в сложных промышленных установках нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой, пивоваренной, химической и других областях промышленности. Диаметр ректификационной колонны достигает 16 метров, а высота 90 метров. По принципу действия ректификационные колонны делятся на:
- непрерывные установки,
- периодические установки.
В установках непрерывного действия разделяемая смесь поступает в колонну, а продукты разделения выводятся непрерывно. В установках периодического действия разделяемая смесь загружается в куб единовременно, и ректификация осуществляется до получения готового продукта установленного качества.
Средства автоматизации ректификационной колонны
Состав системы автоматического управления работой ректификационной колонны зависит от ее конструкции, назначения и условий эксплуатации. В зависимости от перечисленных факторов в состав средств автоматизации ректификационной могут входить:
- блок питания,
- термоэлектрический преобразователь,
- датчик разности давлений,
- датчик избыточного давления,
- буйковый уровнемер,
- сигнализатор уровня,
- реле избыточного давления,
- электропневматический исполнительный механизм,
- модульные контроллеры.
Для работы любого прибора необходимы блоки питания. Данные устройства предназначены для преобразования сетевого напряжения в стабилизированное и питания датчиков с унифицированным входным сигналом. Как правило для системы автоматизации ректификационной колонны используются блоки питания взрывозащищенного исполнения. Термоэлектрический преобразователь предназначен для измерения температур газообразных и жидких химически неагрессивных и агрессивных сред. Чувствительный элемент и измерительный преобразователь преобразуют измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал постоянного электрического тока. Основными характеристиками данного прибора являются количество чувствительных элементов, диапазон измеряемой температуры, тип рабочего спая, вид выходного сигнала, наличие протоколов, интерфейс и т. п.
Датчики разности давлений предназначены для работы в системах автоматического контроля, управления технологическими процессами, а также для обеспечения преобразования значения измеряемого показателя в унифицированный сигнал. Данные датчики работают в совокупности с показывающей аппаратурой, регистрирующей аппаратурой, регуляторами и другими составляющими автоматики. К основным характеристикам относятся напряжение питания, измеряемые среды, предел относительной погрешности, температура окружающего воздуха. относительная влажность окружающей среды, вид выходного сигнала и т. п. Для того, чтобы измерить давление верха и куба колонны применяется датчик избыточного давления. Его основными характеристиками являются тип измеряемых сред, предел погрешности, напряжение питания, вид выходного сигнала, степень устойчивости к вибрациям и т. п. Буйковые уровнемеры используются для непрерывного измерения уровня. Современные уровнемеры состоят из электронного контроллера уровня и сенсора уровня. Они выпускаются в разных исполнениях. Важной характеристикой таких приборов является рабочая температура. Сигнализаторы уровня предназначены для определения уровня жидкостей, к основным их характеристикам относятся максимальное рабочее давление и рабочая температура сенсора. Реле давления применяются для работы в системах регулирования, контроля, сигнализации избыточного давления. Ими обеспечивается замыкание и размыкание электрической цепи в случае достижения установленного значения давления вставки.
