ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ректификация из "Основы процессов химической технологии" Такая система была бы слишком дорогой и сложной конструктивно. Ее можно значительно упростить путем установки кубов один над другим, используя конструкцию так называемых тарелок (рис. У1-4), образующих ректификационную колонну. [c.472] В колонну, отсутствие необходимости перекачивать большие количества охлаждающей воды на высоту дефлегматора. [c.474] Греющий элемент может находиться в кубе под колонной (рис. У1-5, а, б) или снаружи (рис. У1-5, в). [c.474] Яа— количества тепла, подведенного в куб и отданного в дефлегматоре. [c.475] Уравнение (У1-6) определяет зависимость между количеством тепла, подведенным в куб, и количеством тепла, отданным в дефлегматоре. [c.475] Удобно решать это уравнение графическим методом (рис. У1-6). Если известны значения , Хо, Xw, то на энтальпийной диаграмме определяются точки Ш а В, соответствующие энтальпиям остатка IV и дистиллята гЪ. [c.475] От точки О вверх откладывается отрезок ОО, равный значению до — тепла, отдаваемого в дефлегматоре,, которое можно изменять, регулируя разделение конденсата на флегму и дистиллят. Через точку 5, соответствующую состоянию начального раствора, из точки О проводится прямая до пересечения в точке А с продолжением ординаты энтальпии остатка IV- Затем через точку 5 проводится прямая, параллельная оси абсцисс, и на диаграмме получается два подобных прямоугольных треугольника, отношение катетов которых удовлетворяет уравнению (У1-6). Отсюда следует, что отрезок ША обозначает — тепло на 1 моль остатка, которое должно быть подведено в куб. [c.475] Таким образом, зная способ работы дефлегматора, характеризующийся теплом, отданным в дефлегматоре на 1 люль дистиллята, можно графически определить тепло которое должно быть подведено в куб на 1 моль остатка Q v W). По известным правилам энтальпийной диаграммы также можно графически (рис. У1-7) определить тепло, которое надо подвести в куб в расчете на 1 моль начального раствора Q viS) илн дистиллята Qw/D). [c.476] Графический пересчет количества подведенного тепла. [c.476] Еще большей экономии тепла можно добиться установкой второго теплообменника, в котором начальный раствор будет подогреваться за счет тепла уходящего дистиллята (рис. [c.477] Уравнение (VI-16) представляет зависимость между составами жидкости и пара в сечениях между тарелками верхней части колонны. Ему соответствует прямая линия с наклоном Н/ Я + 1) на диаграмме равновесия X — У. Решая это уравнение совместно с уравнением биссектрисы диаграммы (Л = У), можно доказать, что рабоу1ая линия пересекает биссектрису в точке Х—Хо, соответствующей составу дистиллята. [c.479] На диаграмме X — У уравнению (У1-19) соответствует прямая линия с наклоном W/(Od W) l, большим, чем наклон биссектрисы. Можно доказать, что эта рабочая линия пересекает биссектрису (Х=У) в точке, соответствующей составу исчерпанной жидкости Хи . [c.480] Пример баланса потока с питанием кипящей жидкостью, флегмовым числом = 3, 0=1, 5 = 10 приведен на рис. У1-16. Чаще всего питание поступает в колонну в виде жидкости, поэтому количество флегмы в нижней части колонны больше, чем в верхней. [c.481] Одним из основных вопросов ректификации является определение числа тарелок в колоннах для получения заданного дистиллята. Сначала находится число теоретических тарелок (ступеней изменения концентрации). Жидкость О и пар С, покидающие такую тарелку, находятся в состоянии равновесия. Следовательно, обе эти фазы имеют одинаковую температуру и составы их определяются по кривой равновесия (рис. VI-18). На тарелке происходит изменение состава жидкости В- О к пара А- С. Разделяющая способность тарелки измеряется разностью составов О и С. [c.482] На диаграмме равновесия (рис. У1-19) из точки Х=1 на биссектрисе проведем прямую линию с наклоном /з/(р+ 1). Затем из такой же точки Х=Хо, соответствующей требуемому составу дистиллята, построим прямую линию с наклоном Н/ Р + 1), где Р — флегмовое число (предполагаемый возврат флегмы из дефлегматора). [c.483] В логарифмической системе координат линия равновесия — прямая, параллельная биссектрисе (Х=У), а рабочая линия — кривая (рис. 1-21). Рабочую линию можно построить, нанеся на диаграмму несколько точек по координатам (X, У), полученным из уравнения ( 1-16). На такой диаграмме в области низких значений X ступени можно вычертить с достаточной степенью точности. [c.484] Число теоретических ступеней может быть и дробным, так как оно служит лишь для определения числа действительных тарелок (которое должно быть целым). [c.485] Если применяется прямоточный частично конденсирующий дефлегматор, который дает равновесное разделение между дистиллятом (паром) и флегмой (т. е. работает как теоретиче-ская тарелка), то верхняя ступень на диаграмме соответствует этому дефлегматору. [c.485] В случае противоточного частично конденсирующего дефлегматора (когда разделение будет выше равновесного) по известным уравнениям для дифференциальной конденсации находят пределы разделения и затем по диаграмме определяют число ступеней, соответствующее такому дефлегматору. [c.485] С уменьшением возврата из дефлегматора уменьшается расход тепла на 1 моль полученного дистиллята, а также наклон НЦЯ+Х) верхней рабочей линии. В предельном случае верхняя рабочая линия пересечет нижнюю на кривой равновесия (рис. У1-22). Этому предельному случаю соответствует минимальный возврат (минимальное флегмовое число) мин и минимальный наклон рабочей линии. Число тарелок при этом будет бесконечно большим. [c.485] Вернуться к основной статье