Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Использовать ректификационную колонну для определения коэффициента разделения целесообразно в тех случаях, когда величина е = а—1 мала, ибо колонна позволяет многократно увеличить измеряемый эффект разделения. Однако этот эффект зависит не только от коэффициента разделения, но и от эффективности колонны, характеризуемой числом теоретических ступеней разделения (ЧТСР) п или числом единиц переноса (ЧЕП). Эти величины изменяются в зависимости от гидродинамического режима ректификации и свойств разделяемой смесп, в том числе от коэффициентов диффузии в жидкой и паровой фазах, и даже при постоянном режиме ректификации (температура, давление, нагрузка) не являются константами прибора (колонны). Поэтому определение а с помощью ректификационной колонны представляет задачу с двумя неизвестными и для ее решения необходимо использовать два независимых уравнения. В некоторых работах, игнорируя это принципиальное положение,величину п оценивали приблизительно в предварительных опытах, используя другие системы с известным значением а [25, 26] по тогда, естественно, и получаемое значение оказывается неточным.

ПОИСК





О методах расчетной оценки коэффициента разделения

из "Ректификация разбавленных растворов"

Использовать ректификационную колонну для определения коэффициента разделения целесообразно в тех случаях, когда величина е = а—1 мала, ибо колонна позволяет многократно увеличить измеряемый эффект разделения. Однако этот эффект зависит не только от коэффициента разделения, но и от эффективности колонны, характеризуемой числом теоретических ступеней разделения (ЧТСР) п или числом единиц переноса (ЧЕП). Эти величины изменяются в зависимости от гидродинамического режима ректификации и свойств разделяемой смесп, в том числе от коэффициентов диффузии в жидкой и паровой фазах, и даже при постоянном режиме ректификации (температура, давление, нагрузка) не являются константами прибора (колонны). Поэтому определение а с помощью ректификационной колонны представляет задачу с двумя неизвестными и для ее решения необходимо использовать два независимых уравнения. В некоторых работах, игнорируя это принципиальное положение,величину п оценивали приблизительно в предварительных опытах, используя другие системы с известным значением а [25, 26] по тогда, естественно, и получаемое значение оказывается неточным. [c.24]
Ниже будут рассмотрены достаточно строгие и проверенные авторами методики определения а с помощью ректификационной колонны. При этом в принципе могут быть использованы лабораторные ректификационные колонны любого типа — пленочные безнасадочные, наса дочные, тарельчатые. Предпочтительней, однако, использовать оннсанные ниже ректификационные колонны с мелкой насадкой — они просты по устройству и дают высокую эффективность разделения. [c.24]
При ректификации с полным возвратом флегмы куб, колонна, конденсатор и резервуар представляют собой замкнутую систему, поэтому при бесперебойном питании энергией и охлаждающей водой установка работает автоматически при постоянном режиме. [c.25]
Флегма возвращается в колонну через резервуар 7, объем которого велик по сравнению с количеством жидкости в слое насадки п в кубе. Поэтому состав питающей жидкости в течение опыта меняется незначительно и описанная схема имитирует работу колонны непрерывного действия, концентрирующей по тяжелому компоненту. Если желательно работать но схеме колонны, концентрирующей по летучему компоненту, то верхний резервуар 7 исключается и вместо описанного куба полного испарения присоединяется обычный куб с большим объемом. [c.25]
В уравнениях (1-56) и (1-59) по два неизвестных и для определения а кроме величины Коо (определяемой путем анализа проб, отобранных на концах колонны после достижения стационарного состояния) необходимо знать число п или Noy Для того, чтобы исключить одно из неизвестных, предложено [27] в опыте на ректификационной колонне использовать разбавленный раствор компонентов 2 и 3, имеющих близкие коэффициенты диффузии. [c.26]
Измерив соотношения концентраций обоих растворенных компонентов на концах колонны после достижения стационарного состояния, т. е. определив и и зная а з, нетрудно по (1-60) вычислить искомую величину Для контроля рекомендуется опыт на колонне повторить при различной нагрузке (гидродинамическом режиме) — значение 12 должно воспроизводиться в пределах точности эксперимента. [c.26]
Более строгая методика определения а разбавленных растворов на ректификационной колонне, позволяющая учесть влияние коэффициентов молекулярной диффузии растворенных компонентов и отклонения от модели идеального вытеснения (см. гл. И) на эффективность массообмена, описана в работе [28а]. [c.26]
Некоторые предложенные формы уравнения стационарной ректификации подтверждены опытной проверкой [29, 30], в том числе приведенные в табл. 1-2 (см. также гл. II). [c.27]
При измерении а этим методом рекомендуется отбираемый дис-тиллат возвраш ать в куб колонны, что позволяет поддерживать состав кубовой жидкости постоянным и использовать для расчета уравнения непрерывной ректификации. [c.27]
Методика измерения а состоит в том, что проводят серию опытов по определению степени разделения данной смеси на ректификационной колонне при различном отборе, т. е. при различном отношении потоков (флегмовом числе). Из величин, входящих в уравнение ректификации, по данным опыта известны к ж К, остаются неизвестными а и п (или Л/ оу). Число опытов должно быть два или более двух, что позволяет совместным решением соответствующего уравнения из табл. 1-2, записанного для каждого из опытов, найти а и п (или А/ у). Так как уравнения отборного режима трансцендентны по а, рекомендуется применить графический метод наименьших квадратов [31 ]. [c.27]
Как показано в работе [32, с. 55], опыты целесообразно проводить в той области значений X, в которой небольшое изменение этой величины приводит к существенным изменениям степени разделения К. [c.27]
Описанный вариант методики определения а с помощью ректификационной колонны экспериментально более сложен, чем методика безотборного режима, так как связан с необходимостью строгого поддержания постоянной величины отбора и измерения ее. [c.27]
Задача определения неизвестного коэффициента разделения смеси с помощью ректификационной колонны может быть решена также в опытах при нестационарном безотборном режиме. В период достижения стационарного состояния происходит непрерывное изменение концентрации смеси до тех пор, пока не будет достигнуто стационарное распределение по высоте колонны. Скорость изменения нестационарных концентраций при постоянной нагрузке зависит от величины а—1, что позволяет по временной зависимости концентрации вычислить а. Для того, чтобы концентрация паров, поступающих в колонну, оставалась по возможности постоянной, количество растворенного компонента в кубовой жидкости должно быть значительным по сравнению с количеством этого компонента в колонне. [c.27]
П р и м е ч а п п е. ж — концентрация растворенного компонента, п — чис.1го теоретических ступеней рлзделения, - число единиц переноса, Я — отношение потоков пар жидкост ,. Для колонны, концентрирующей по летучему компонситу, X—(Д-fl)/ii, а для колонны, концентрирующей по менее летучему компоненту, — (И — I)/ К где Н флегмовое число. [c.28]
Согласно уравнению (1-55), а = — стационарной степени разделения в безотборном режиме. [c.29]
Уравнение нестационарной кинетики для колонны с верхним резервуаром, учитывающее изменение состава флегмы по сравнению с составом исходной смеси, дано в работе [34]. [c.29]
Уравнение (1-62) позволяет по данным нестационарной кинетики вычислить стационарную степень разделения Коа = а и сократить длительность опыта, что важно для тех случаев, когда а—1 мало и время достижения стационарного состояния велико. [c.29]
Та же задача, по [36], решается путем построения данных нестационарной кинетики в системе координат ijlgK—ijx. По экспериментальным точкам проводят прямую, которая отсекает на осп ординат отрезок, равный 1/lg К a. [c.29]
Это уравнение учитывает только дисперсионное взаимодействие между молекулами и поэтому пе может быть использовано в случаях растворов полярных веществ. [c.30]
Из уравнений (1-63) и (1-64) следуют только положительные отклонения от закона Рауля. [c.30]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте