ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Материальный и тепловой балансы ректификации из "Процессы и аппараты химической технологии" В нижней ступени (исчерпывающая колонна 2) исходная жидкая смесь взаимодействует в противотоке с паром, начальный состав которого равен составу остатка, в результате чего происходит исчерпывание смеси, т. е. извлечение из нее НК и обогащение В К. [c.477] В верхней ступени (укрепляющая колонна 1) пар, поступающий из нижней ступени, взаимодействует в противотоке с жидкостью, начальный состав которо11 равен составу дестиллата, в результате о происходит укрепление пара, т. е. обогащение его НК. [c.477] Исходная смесь вводится в верхнюю часть нижней колонны. [c.477] Пар для питания ректификационного аппарата получается в кубе 3 путем многократного испарения остатка, а жидкость для орошения аппарата (флегма) получается в дефлегматоре 4 путем многократной конденсации пара, имеющего состав, равный составу дестиллата. [c.477] необходимое для испарения смеси, сообщается ей в кубе. В дефлегматоре производится отвод тепла, вследствие чего поступающие в него пары полностью или частично конденсируются. Дестиллат отводится из дефлегматора в жидком или парообразном виде. Остаток отводится из куба в жидком виде. [c.477] При помощи уравнений (20-7) и (20-8) решаются все задачи, связанные с определением количеств или составов веществ, участвующих в ректнфикац пг. Обычно бывают заданы количество смеси Р и составы А , Хр и Хц.-. Количества дестиллата Р и остатка lF определяются совместным решением уравнений (20-7) и (20-8). [c.478] Уравнения (20-7) и (20-8) применимы и при выражении Р, р н в весовых количествах (кг/час) прн этом составы смеси, дестиллата и остатка должны подставляться в весовых долях ар, ар, al -). [c.478] Для дальнейшего изучения процесса ректификации сделаем следующие допущения. [c.478] Обозначим через О я Р количества паровой и жидкой фаз кг-мол час), через и г/о — молярную долю НК в парах на входе в колонну и на выходе из нее, через х, и х — молярную долю НК в жидкости на входе в колонну и на выходе из нее. [c.478] Рассмотрим произвольное сечение аппарата А — А (рис. 20-9), в котором состав пара равен у, а состав жидкости х. [c.478] Составим уравнение материального баланса по НК для части аппарата, расположенной выше рассматриваемого сечения. [c.478] Уравнения (20-9) и (20-10) являются уравнениями рабочей линии при ректификации. По форме они аналогичны уравнению (17-16), отличаясь от него лишь тем. что количества носителя заменены на общие количества фаз, а относительные весовые составы— на молярные доли. [c.479] Составы поступающего в колонну пара и вытекающей из нее жидкости равны составу остатка, т. е. [c.480] Подставляя в уравнение (20-15) х = Х1 [л, получим у=-Х г, т. е. рабочая линия исчерпывающей колонны проходит через лежащую на диагонали точку А с абсциссой Х(у. [c.480] абсцисса точки В равна составу исходной смеси Хр. [c.481] На основании найденных соотношений можно построить на у — X диаграмме рабочие линии следующим образом (рис. 20-10). Откладываем на оси абсцисс точки Л, В я С, соответствующие составам остатка х ,-, смеси Хр и дестиллата Хр, и проводим через эти точки вертикали Л Л, Бй и СС. Далее, в зависимости от принятого флегмового числа Я, откладываем на оси ординат отрезок ОО, длина которого определяется по формуле (20-14). Точку О иа оси ординат и точку С пересечения вертикали СС с диагональю соединяем прямой ОС. Точку В пересечения этой прямой с вертикалью ВВ соединяем с точкой А пересечения вертикали ЛЛ с диагональю. Отрезок В С будет рабочей линией укрепляющей колонны, а отрезок А В — рабочей линией исчерпывающей колонны. [c.481] Однако уменьшать флегмовое число можно лишь до известного предела. Дело в том, что рабочая линия вьфажает неравновесный состав пара у, т. е. фактическое содержание в нем НК-Составы пара у, равновесные с жидкостью в каждом сечении колонны, выражаются линией равновесия. Отрезки ординат между линией равновесия и рабочей линией, равные разности у — у), выражают движуш,ую силу массопередачи, а именно, процесса испарения НК из жидкости. [c.482] Процесс ректификации может итти лишь в том случае, если движущая сила положительна, т. е. у у. Поэтому положение рабочей линии АВ С, при котором она выходит за пределы линии равновесия (т. е. на некотором участке у у), невозможно. Крайним положением рабочей линии будет АВ С, когда она соприкасается с линией равновесия в одной точке В . В этом случае ректификация возможна, но так как в точке В движущая сила равна нулю у — у ), то для ее осуществления потребуется колонна бесконечно большой высоты. [c.482] В этом уравнении ур — состав пара, равновесный с Хр. [c.482] При некоторых формах линии равновесия прямая СЕ ка участке СВ располагается выше линии равновесия (рис. 20-11, справа) в этом случае прямую СЕ надо провести через точку С как касательную к линии равновесия. [c.483] Вернуться к основной статье