ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Непрерывная ректификация смесей компонентов е неограниченной взаимной растворимостью из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1" Уравнение (XI. 11) описывает в диаграмме равновесия у—х прямую линию (рис. XI-7), называемую рабочей линией процесса ректификации. Эта прямая проходит через точку на диагонали с координатами (xj, t/a), отсекает на оси ординат отрезок yJ R + 1) и образует с осью абсцисс угол, тангенс которого равен R R 4- 1). Так как сечение АВ выбрано произвольно, то очевидно, что сопряженные концентрации низкокипящего компонента в жидкости и паре х, у) во всех сечениях колонны изображаются точками, принадлежащими рабочей линии. [c.518] Как видно из выражения (XI. 12), расход тепла, являющийся основным слагаемым стоимости любого процесса ректификации, сильно зависит от флегмового числа = т мин а в заданных условиях разделения — от коэффициента избытка флегмы а. [c.520] Так как с ростом о увеличивается расход тепла, но уменьшается требуемое число тарелок (стоимость колонны), то выбранная величина а должна соответствовать минимальным суммарным затратам (тепло, амортизация, ремонт, обслуживание). [c.520] Мгновенный состав дистиллята г/зм. соответствующий кубовой жидкости состава х, можно определить из уравнения рабочей линии г/ом = у R + ) — xR. [c.521] В рассмотренных периодических процессах разделения бинарных жидких смесей обогащение дистиллята низкокипящим компонентом достигается ректификацией восходящего потока паровой смеси, а накопление высококипящего компонента (исчерпывание низкокипящего) в кубовой жидкости — простой дистилляцией. Процесс разделения можно осуществить непрерыв-н о, если производить обе операции ректификацией, использовав для этой цели две последовательно соединенные колонны укрепляющую и исчерпывающую. В первой из этих колонн будет происходить обогащение паров, образующихся при частичном испарении жидкой смеси, низкокипящим компонентом (ректификация паров), а во второй — извлечение (отгонка, исчерпывание) этого компонента из стекающей вниз жидкой фазы (ректификация жидкости). Обе колонны располагаются чаще всего друг над другом, имея общий корпус, но могут также устанавливаться отдельно. [c.521] Следовательно, рабочая линия исчерпывающей колонны пересекает диагональ диаграммы х—у в точке А, абсцисса которой выражает концентрации низкокипящего компонента в кубовом остатке х . [c.523] Следовательно, рабочие линии обеих колонн, имеющие одинаковую ординату у в зоне тарелки питания, пересекаются в точке В, абсцисса которой выражает концентрацию низкокипящего компонента в исходной смесн. Требуемое число теоретических тарелок в исчерпывающей колонне определяют известным уже графическим построением, базируясь на рабочей линии АВ (рис. Х1-9, б). [c.523] Если колонна обогревается водянымТпаром с энтальпией г , температурой насыщения и удельной теплоемкостью его конденсата с, то расход пара будет (в кг/с) = Q/ i — сД,). [c.523] Мы предполагали до сих пор, что разделяемая смесь поступает на тарелку питания ректификационной колонны при температуре кипения. В практике, однако, встречаются отклонения от этого режима разделяемая смесь может иметь начальную температуру ниже точки кипения или находиться в парожидкостном и даже в парообразном состояниях. В первом случае нагревание холодной смеси вызовет частичную конденсацию парового потока на тарелке питания и, следовательно, увеличение потока жидкости в исчерпывающей колонне, которое удобно выразить следующим образом Г = Г + Е у. [c.524] Уравнение (XI. 17) справедливо также при питании колонны исходной смесью в парожидкостном состоянии. Однако, в данном случае, если исходная смесь состава Ху содержит й мольных долей пара, то = [г (I — й)]/г = I — й I, и, следовательно, граничная прямая пересечет ось абсцисс в точке д = (ху/Е) Ху, рабочие линии обеих колонн пересекутся в точке О, а рабочая линия исчерпывающей колонны займет положение ЕО (рис. ХЫО). Наконец, если исходная смесь поступает в парообразном состоянии, то Е=0 и у=Х1, рабочие линии обеих колонн пересекутся в точке Р, а ЕР — положение рабочей линии исчерпывающей колонны Таким образом, в сравнении с питанием колонны кипящей исходной смесью при подаче недогретой смеси тарелка питания перемещается вверх, а в двух остальных рассмотренных случаях — вниз. Метод графического определения требуемого числа теоретических тарелок остается прежний, причем в первом из рассмотренных трех случаев суммарное число тарелок уменьшается, в двух остальных — увеличивается. [c.525] Последнее уравнение описывает на х—у-диаграмме прямую АС, образующую с осью абсцисс угол , причем tg = WJD. Легко видеть, что между углами а и существует следующая зависимость tg а = tg /[l + ( — 1) tg j. При питании колонны исходной смесью с температурой кипения = 1 и tg а = = tg . [c.526] Вернуться к основной статье