ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перегонка бинарных смесей из "Основы теории и расчета перегонки и ректификации" Однократная перегонка бинарных смесей с монотонными кривыми равновесия. Для вывода количественных соотношений, описывающих ход процесса однократной перегонки, достаточно исходить из следующей схемы. Дана исходная система из L кмолей раствора с начальным составом и энтальпией На, кДж/кмоль. Система может быть жидкой или паровой, однофазной или двухфазной, недогретой до точки начала кипения или перегретой выше точки начала конденсации. Если вместо энтальпии Но задана ее температура Iq, то должно быть известно, какая часть системы находится в жидкой и какая в паровой фазе, чтобы можно было рассчитать энтальпию сырья. Во всяком случае считается, что состояние исходной системы полностью определено. Требуется выяснить, как оно изменится, если системе будет передано или у нее отнято определенное количество теила Q, кДж/ч. [c.65] Для решения таких технологических задач обычно используется метод составления материальных и тепловых балансов, основанный на бесспорном положении, согласно которому после изменения фазового состояния количество вещества в системе остается тем же, что и до процесса, а количество энергии изменяется на величину сообщенного или отведенного тепла. [c.65] Тождественные но форме соотношения материальных балансов получаются и в том случае, когда для количественного измерения потоков используются не кмоли, а кг, а для представления концентраций — массовые доли вместо мольных. [c.66] Аналогичным образом подстановкой соответствующих массовых долей вместо мольных в уравнения (II.8) и (II.9) определяются массовые степени отгона и конденсации. [c.66] Задача расчета процесса однократной перегонки часто формулируется еще и следующим образом дан исходный раствор известного состава, требуется отогнать от него определенную долю и рассчитать, каковы должны быть составы образующихся фаз и температура процесса при заданном давлении. [c.67] Это уравнение прямой СО на диаграмме равновесия, проходящей через точку С х , х ), лежащую на линии равного состава и имеющую наклон, равный — (1 — е) е. Координаты точки пересечения Ь этой прямой с кривой равновесия у — х, очевидно, определяют искомые концентрации равновесных паровой и жидкой фаз, а следовательно, и температуру процесса (рис. П.З). [c.67] Графически представленная связь между степенью отгона и температурой процесса однократной перегонки под заданным внешним давлением называется кривой однократной перегонки. Как показано выше, ее уравнение для бинарной системы получается путем совместного решения уравнений материального баланса, написанных для каждого компонента, и уравнения парожидкостного равновесия. [c.68] Задаваясь различными температурами процесса однократной перегонки при выбранном внешнем давлении, определяют /с-фак-торы компонентов системы, вычисляют А ж В ж подстановкой в (11.16) находят степень отгона, отвечающую принятой температуре. Найдя ряд сопряженных значений t — е, строят кривую однократной перегонки бинарной системы EF. [c.68] Многократная перегонка бинарных смесей. Многократное выкипание или конденсация состоят из двух или большего числа однократных процессов изменения фазового состояния. В каждом из этих процессов вновь образовавшаяся фаза отделяется от равновесного остатка исходной системы, а последний подвергается дальнейшему тепловому воздействию для проведения следующей ступени процесса. [c.68] В связи с тем, что в каждой последующей ступени многократного нроцесса вьиашания отгону подвергаются все более тяжелые жидкие остатки, очевидно, что при одной и той же конечной температуре степень отгона, достигаемая при однократном выкипании, должна быть больше, чем при многократном. [c.68] Этот вывод можно сформулировать и по-другому одна и та же степень отгона при однократном выкипании жидкой смеси достигается при меньшей температуре, чем при многократном, и поэтому жидкий остаток однократного процесса должен содержать больше низкокипящего компонента, ибо находится при более низкой температуре. [c.68] Аналогично в каждой последующей ступени многократного процесса конденсации ожижению подвергаются все более легкие паровые остатки, поэтому очевидно, что при одной и той же конечной температуре процесса степень ожижения, достигаемая при однократной конденсации, должна быть больше, чем при многократной. [c.69] Отсюда можно заключить, что однократная конденсация паровой смеси позволяет получить ту же степень ожижения при более высокой температуре, чем в многократном процессе, и поэтому паровой остаток, полученный при многократной конденсации, должен содержать больше низкокипящего компонента, ибо находится при более низкой температуре. [c.69] Постепенная перегонка бинарных смесей с монотонными кривыми равновесия. Процесс постепенной перегонки осуществляется обычно путем непрерывного выкипания жидкого раствора. [c.69] Постепенная перегонка иначе называется простой перегонкой и чаще всего является периодическим процессом (рис. II.4). [c.69] В технологии переработки нефти постепенная, или простая перегонка используется для определения фракционного состава и нефтепродуктов. [c.69] Постепенную перегонку жидкой смеси можно проводить не только за счет повышения температуры, но и путем непрерывного понижения давления в системе. [c.70] Пунктиром показан участок, для которого расчет прекращен. [c.71] Результаты такого расчета приведены в табл. II.1 п представлены на рпс. II.5. [c.71] Вернуться к основной статье