ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ректификация идеальных многокомпонентных смесей из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1" Как известно, в равновесии находятся пар, уходящий с теоретической тарелки вверх, и жидкость, стекающая с нее вниз. Так как обе взаимодействующие фазы имеют на различных тарелках разные температуры, то им соответствуют также различные значения Р , Рв и Рс- Чтобы это учесть, будем в дальнейшем снабжать величины Р и у общим индексом в , а величины х — индексом н или в соответственно положению жидкой фазы относительно тарелки. [c.546] Соотношения (Х1.21) позволяют определить требуемые количества теоретических тарелок в каждой из двух частей колонны. Для упрощения расчетов можно воспользоваться средними значениями АВ и рлв для каждой части колонны. Так, обозначив концентрации компонентов Л и В в жидкости, стекающей с самой нижней (первой) тарелки укрепляющей части колонны через х и Д, со второй тарелки (считая снизу вверх) — через ха, и Хв., с третьей — через л л 2 и хв 2 и т. д., получим по соотношению (Х1.21, а)-. [c.547] Здесь е, — коэффициент относительной летучести ключевых компонентов смеси, а и Хлс — концентрации более летучего компонента в дистилляте и исходной смеси. Ключевыми называются два компонента многокомпонентной смеси с минимальной относительной летучестью (смесь как бы уподобляется бинарной, состоящей из более летучего компонента и всех компонентов с большей летучестью и менее летучего, включающего остальные еще менее летучие компоненты). [c.548] Графический метод расчета может быть выполнен при помощи диаграмм фазового равновесия, построенных отдельно для каждого компонента ректифицируемой идеальной многокомпонентной смеси (рис. [c.549] Из написанных уравнений следует, что на индивидуальных диаграммах рабочие линии для всех компонентов параллельны друг другу, образуя с осью абсцисс угол, тангенс которого равен R/ R + 1) в укрепляющей части и Ro iRo — 1) — в исчерпывающей части колонны. При этом рабочие линии укрепляющей части пересекают диагонали диаграмм в точках с абсциссами д, X , д и х-.д, а рабочие линии исчерпывающей части — в точках с абсциссами X , о и л , о- В случае подачи исходной смеси при температуре кипения рабочие линии обеих частей колонны будут, очевидно, пересекаться в точках, соответствующих составу исходной смеси (ха, х в, х с). Кроме рабочих линий, в индивидуальных у—х-диаграммах строются по соотношениям (а) семейства изотерм. [c.550] Метод графического расчета продемонстрируем на у—х-диа-грамме для компонента А (рис. XI-20). ЗaдaвDJИ ь температурой кипения дистиллята Tj, проводим горизонтальную прямую ЕЕ до пересечения с изотермой Т . Абсцисса x .i точки Е выражает концентрацию компонента А в жидкости, стекающей с первой верхней тарелки. Выполнив аналогичное построение на у—х-диаграммах для компонентов В и С, получим значения X , j и X ,i. Правильность принятой температуры и соответствия ЕЕ одной (верхней) тарелке проверяется по условияю Ха,х + Xb,i + + 1 = 1. Если это условие не удовлетворяется, то выбирается другая температура и построение повторяется до достижения Ха,1 + Хв,1 + Хг,1 = 1. Далее выбирается новая температура Тз, предположительно соответствующая точке кипения жидкости, стекающей со следующей (второй, считая сверху) тарелки. Проведя горизонтальный отрезок EiE (из точки Е на рабочей линии) до пересечения с изотермой Т , находим концентрацию Ха, а-Выполнив аналогичное построение на г/—х-диаграммах для компонентов В и С и найдя значения Хс,-г, проверяем правильность принятой температуры Т. по условию Ха, г + а + а = 1. Построение продолжается до достижения точки F, характеризующей состав жидкости на тарелке питания (исходной смеси). [c.550] Из точки л , изображающей состав кубового остатка, производят аналогичное построение слева направо для исчерпывающей части колонны, ориентируясь на ее рабочую линию I(F и на изотермы 10. а т. д. до достижения точки F. Совершенно очевидно, что абсцисса точки х а при описанном построении справа налево и слева направо должна лежать на одной изотерме, соответствующей температуре кипения исходной смеси. В случае расхождения для согласования этой температуры приходится корректировать составы одного или обоих продуктов разделения (дистиллята и кубового остатка). [c.550] Изложенным методом определяются требуемые числа теоретических тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях всех колонн, где ректификации подвергаются идеальные жидкие смеси с числом компонентов более двух. [c.550] Вернуться к основной статье