ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Материальный и тепловой балансы процесса ректификации из "Процессы и аппараты химической технологии" При ректификации исходная жидкая смесь делится на две части часть, обогащенную НК (дистиллят), и часть, обедненную НК (остаток). Непрерывная ректификация проводится в аппаратах (ректификационных колоннах), состоящих из двух ступеней (рис. 19-9). Исходная смесь вводится в верхнюю часть нижней ступени (исчерпывающая колонна 2). Здесь исходная жидкая смесь взаимодействует в противотоке с паром, начальный состав которого аналогичен составу остатка в результате происходит исчерпывание смеси, т. е. извлечение из нее НК и обогащение ее ВК. [c.670] В верхней ступени (укрепляющая колонна I) пар, поступающий из нижней ступени, взаимодействует в противотоке с жидкостью, начальный состав которой аналогичен составу дистиллята в результате происходит укрепление пара, т. е. обогащение его НК. [c.670] Пар для питания ректификационного аппарата образуется в кубе 3 путем испарения части жидкости, поступающей в куб, жидкость для орощения аппарата (флегма) получается в дефлегматоре 4 путем конденсации части пара, имеющего состав, аналогичный составу дистиллята. [c.671] необходимое для испарения смеси, сообщается ей в кубе. В дефлегматоре производится отвод тепла, вследствие чего поступающие в него пары полностью или частично конденсируются. Дистиллят отводится из дефлегматора в жидком или па рообразном состоянии. Остаток отводится из куба в виде жидкости. [c.671] Уравнения (19-7) и (19-8) применимы и при выражении величин , Р и в весовых количествах (в кг/сек). При этом составы смеси, дистиллята и остатка должны подставляться-в уравнения в весовых долях (ар, ар, а р). [c.671] Обозначим через Gut количества паровой и жидкой фаз (в кмоль1сек), через yi и уг — молярные доли НК в парах на входе в колонну и на выходе из нее, через Хг и Xj — молярные доли НК в жидкости на входе в колонну и иа выходе из нее. [c.672] Рассмотрим произвольное сечение А —Л в нижней или верхней части аппарата (см. рис. 19-9). В этом сечении состав пара у, а состав жидкости х. [c.672] В исчерпывающей колонне количество стекающей жидкости Ь больше количества флегмы Ф на количество исходной жидкой смеси Р. [c.674] На основании найденных соотношений можно построить на у — х-диаграмме рабочие линии следующим образом (см. рис. 19-10). Откладываем на оси абсцисс точки А, В и С, соответствующие составам остатка, смеси и дистиллята Хр проводим через эти точки вертикали АА, ВВ и СС. Далее, в зависимости от принятого флегмового числа Р, откладываем на оси ординат отрезок 00, длина которого определяется по формуле (19-14). Точку О на 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 АА с диагональю. Отрезок В С будет рабочей линией укрепляющей колонны, отрезок А В — рабочей линией исчерпывающей колонны. [c.675] Пример 19-2. На ректификацию поступает смесь метанол — вода в количестве Р = 5000 кг/ч, содержащая метанола a , = 40 вес. %. Содержание метанола в дистилляте 98,5 вес.%, в кубовом остатке а =1,5 вес.%. Определить количество дистиллята и остатка. [c.675] Совместным решением этих уравнений находим Р = 1985 кг/ч = = 0,552 кг/сек, 1У = 3015 кг/ч = 0,838 кг/сек. [c.675] Если изменять флегмовое число, будет изменяться и положение рабочих линий. При бесконечном флегмовом числе (колонна работает на себя , отбор дистиллята не производится) рабочая линия совпадает с диагональю, так как при / = оо отрезок Ь обращается в нуль. Если уменьшать флегмовое число, рабочая линия укрепляющей колонны будет поворачиваться около точки С. При этом рабочая линия исчерпывающей колонны будет поворачиваться около точки А и рабочая линия колонны последовательно займет положения АВС, АВ С, АВ С и т. д. (рис. 19-11, слева). [c.675] Однако уменьшать флегмовое число можно лишь до известного предела. Дело в том, что рабочая линия выражает 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 движущую силу процесса массопередачи, а именно, процесса испарения НК из жидкости. [c.675] В этом уравнении ур — состав пара, равновесный с Хр. [c.677] Линия равновесия для некоторых смесей имеет такую форму, что прямая СЕ на участке СВ располагается выше линии равновесия (рис. 19-11, справа). В этом случае прямую СЕ надо провести через точку С как касательную к линии равновесия. [c.677] Отношение рабочего флегмового числа к минимальному называется коэффициентом избытка флегмы. [c.677] По —л —(/-диаграмме (рис. 19-12) этому составу соответствует температура пара 82° С. [c.679] В этом уравнении член РР(1 — ф) представляет собой расход тепла на испарение флегмы, член Р 1— р) — расход тепла на испарение дистиллята, член i w — — расход тепла на нагревание остатка. [c.681] В дефлегматоре происходит частичная или полная конденсация паров, поступающих из колонны. [c.681] Вернуться к основной статье