ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние различных параметров на процесс разделения из "Основы техники кристаллизации расплавов" Экспериментальные исследования процесса фракционной кристаллизации расплава в тонком слое показали [345], что толщина слоя по длине зоны разделения в большинстве случаев не одинакова. [c.255] Как видно из рис. Х1-3, в случае разделения бинарной смеси, образующей непрерывные растворы, концентрация низкоплавкого компонента (тиофена) по высоте слоя изменяется плавно, достигая наибольшего значения в нижней части слоя. Вверху концентрация низкоплавкого компонента уменьшается до величины, близкой к нулю. Так как содержание тиофепа в исходной смеси относительно невелико, то наибольшая толщина слоя наблюдается в верхней его части, где собирается практически чистый бензол. При разделении же смеси эвтектического типа изменение концентрации по длине слоя происходит более резко. Это, видимо, объясняется более высоким коэффициентом разделения, чем в случае непрерывных растворов. В нижней части слоя при этом располагается смесь, близкая по составу к эвтектической, а в верхней части собирается практически чистый бензол. Так как содержание циклогексана в исходной смеси невелико, то выход фракций, близких по составу к эвтектике, относительно мал. Выход же очищенного бензола значителен. При этом кристаллы бензола в основном находятся, как и в предыдущем случае, в верхней части слоя. [c.256] Экспериментальные исследования показали [344, 345], что даже при изменении различных параметров процесса в весьма широких диапазонах зависимость от высоты слоя носит линейный характер (рис. Х1-4). Это, очевидно, свидетельствует о постоянстве эффективности разделения по высоте слоя. [c.256] Установлено [343, 345], что на процесс разделения оказывают существенное влияние следующие параметры концентрация высокоплавкого компонента в исходной смеси Ср, длина прохода теплообменника п) скорость движения колонки IV, загрузки исходного вещества г, о, температурный градиент 0 и др. [c.256] Из рис. Х1-5 видно, что в диапазоне значений Су от 5 до 80% эффективность разделения аппарата изменяется незначительно, несмотря на существенное изменение соотношения потоков кристаллов и жидкой фазы при изменении Ср. Однако в концевых областях наблюдается довольно резкое снижение степени разделения (увеличение /г ), что объясняют [341, 345] чрезмерно большим используемым градиентом температур. Действительно, при уменьшении температурного градиента удалось значительно повысить степень разделения данной бинарной смеси даже в концевых областях. [c.256] С увеличением скорости движения колонки, при прочих равных условиях, эффективность аппарата падает, т. е. высота единицы переноса возрастает (рис. Х1-5, в). Это объясняется [345] более значительным расхождением температурных профилей в очищаемом слое и на поверхности теплообменника (из-за тепловой инерции) и уменьшением продолжительности процесса. В результате того, что с увеличением скорости движения уменьшается эффективность разделения, выход очищенного вещества заданного качества также понижается (рис. Х1-6). [c.258] Довольно сильное влияние на эффективность аппарата оказывает градиент температуры в разделяемом слое. Установлено [345], что зависимость эффективности аппарата от температурного градиента (как и от исходной нагрузки) носит экстремальный характер (рис. Х1-7, 6). При этом максимальная эффективность достигается в диапазоне от 0,5 до 2,5 град/см. Низкая эффективность при малых температурных градиентах, видимо, связана с чрезмерным уменьшением толщины слоя и появлением разрывов в слое. При значи-те.яьном увеличении температурного градиента заметно сокращается длина слоя, на которой происходит процесс разделения, что также отрицательно влияет на эффективность колонки. [c.259] Значительное повышение температуры в верхней части теплообменника tв по сравнению с температурой плавления очищаемого компонента и снижение температуры в нижней части теплообменника ниже точки плавления примеси также неблагоприятно отражается на процессе разделения. Это объясняется укорочением зоны очистки и ростом температурного градиента. При понижении температуры в верхней части теплообменника ниже точки плавления очищаемого вещества часть кристаллов может оставаться на поверхности колонки, что приводит к увеличению потерь и резкому понижению эффективности аппарата [341]. [c.259] Способность некоторых веществ к переохлаждению при кристаллизации также неблагоприятно отражается на процессе разделения. Если расплав способен значительно переохлаждаться, то при стенании он может переходить за пределы разделяемого слоя, т. е. в область температур ниже точки плавления. Это, в свою очередь, понижает объем вещества, участвующего в массообмене в зоне перекристаллизации. Кроме того, при разделении таких веществ требуется установка холодильника после теплообменника для предотвращения растекания жидкой фазы по всей длине колонки. [c.259] Вернуться к основной статье