Процесс перегонки широко применяется в спиртовой, ликероводочной промышленности, виноделии, а также в витаминном и микробиологическом производствах.

Перегонкой называют процесс разделения смесей, состоящих из двух (бинарной) или большего числа компонентов, имеющих различную летучесть.

Простая перегонка – однократное частичное испарение компонентов и конденсация образующегося пара.

Сложная перегонка (ректификация) – многократное частичное испарение смеси и конденсация пара. В ректификационной колонне происходит взаимодействие пара, образующегося при кипении cмеси в кубе (или на контактных устройствах колонны) с жидкостью –флегмой, получающейся при полной (или частичной) конденсации пара в дефлегматоре и на контактных устройствах. 

Соотношение количеств дистиллята – продукта перегонки  и возвращаемой в колонну флегмы  называют флегмовым числом или погонным отношением:

                                              .                           (3.1)

Ректификационная  установка (рис. 10) состоит из куба 1, колонны 2, дефлегматора 3, холодильника 4.

Аппараты для ректификации классифицируют на две группы: периодического и непрерывного действия.

При периодической ректификации исходную смесь заливают в куб колонны (рис. 10, а), по мере перегонки она обедняется по легколетучему компоненту. В аппаратах непрерывного действия исходная смесь подается непрерывно на тарелку питания колонны (рис. 10, б). Часть колонны, находящаяся выше места поступления этой смеси, называется укрепляющей. В нижней части колонны происходит истощение смеси. Эту часть называют исчерпывающей или отгонной.

Рис. 10. Схемы ректификационных установок:

а – периодического действия, б – непрерывного действия.

Основные зависимости и расчетные формулы

Определение составов смесей

Составы фаз двухкомпонентных смесей  и  выражаются: в мольных процентах (% мол.) или долях:

                                       ;              (3.2)

в массовых процентах (% мас.) или долях:

                                          ;                  (3.3)

в объемных процентах (% об.) или долях:

                                          ,                   (3.4)

где  – концентрация легколетучего компонента  в жидкой фазе.

Для пересчета концентраций используют формулы:

                                             ;                              (3.5)                                       

                                             ,                          (3.6)

где   – плотность чистого компонента  (в кг/м³) при температуре 20 °С; определяется по табл. П.5.9., приложения 5;

    – плотность компонента А при температуре 20 °С и объемной концентрации ; определяется в зависимости от объемной или массовой концентрации по табл. П.5.13, П.5.16, приложения 5, для различных смесей;

                                        ;                  (3.7)

                                    ,           (3.8)

где  и  – мольная масса чистых компонентов  и , кг/кмоль; определяется по табл. П.5.13, приложения 5.

Пересчет концентрации из массовых процентов в мольные проценты для водно-спиртовой смеси может производиться также по формуле:

                                             .                 (3.9)

Для газовой фазы справедливы те же соотношения  (3.2) – (3.9), но с заменой обозначений  на .

Ввиду того, что мольные теплоты испарения различных жидкостей одинаковы, а удельные теплоты испарения, отнесенные к 1 кг вещества, резко различаются, в расчетах процесса ректификации чаще всего используют мольные величины.

3.2.2Определение мольной массы бинарной смеси

Мольную массу бинарной смеси (в кг/кмоль) рассчитывают по формуле:

                                       .                (3.10)