Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Иными словами, во время работы колонки имеют место ряд равновесий между жидкостью и паром, образующимся из этой жидкости, и, с другой стороны, нет равновесия между жидкой фазой, заполняющей каждую из тарелок, и парами, которые, конденсируясь, пополняют количество этой жидкой фазы. Степени отклонения от равновесия, имеющие место в ректификационных колонках, можно найти путем расчета. Но расчеты эти сложны и не всегда дают точные результаты. Для практических целей во многих случаях достаточно надежным является графическое решение задачи.

ПОИСК





Схема расчета числа тарелок ректификационной колонки

из "Правило фаз Издание 2"

Иными словами, во время работы колонки имеют место ряд равновесий между жидкостью и паром, образующимся из этой жидкости, и, с другой стороны, нет равновесия между жидкой фазой, заполняющей каждую из тарелок, и парами, которые, конденсируясь, пополняют количество этой жидкой фазы. Степени отклонения от равновесия, имеющие место в ректификационных колонках, можно найти путем расчета. Но расчеты эти сложны и не всегда дают точные результаты. Для практических целей во многих случаях достаточно надежным является графическое решение задачи. [c.393]
В ректификационных колонках, используемых в технике, разделяемая смесь подается на одну из средних тарелок. Жидкость, стекая вниз, постепенно обогащается менее летучим компонентом, а пары, поднимаясь вверх, обогащаются более летучим компонентом. Выбор тарелки, через которую должно производиться питание колонки, имеет большое значение. [c.393]
Пример расчета числа тарелок дан на рис. 133. По оси абсцисс диаграммы рис. 133,а откладываются концентрации более летучего компонента в жидкой фазе, по оси ординат — концентрации более летучего компонента в парообразной фазе. [c.393]
На основании кривой жидкости и кривой пара (рис. 132) строится кривая АВС, называемая кривой равновесия фаз. Каждая точка этой кривой отвечает особой температуре и показывает, каково содержание более летучего компонента в жидкой и газообразной фазах, находящихся в равновесии. Так, например, по графику рис. 132 при температуре 130° содержание гептана в жидкой фазе 30% и в парообразной фазе 86%. Этой температуре на кривой равновесия фаз отвечает точка Е (рис. 133). [c.393]
Допустим, что производится разделение гептана и ундекана, взятых в весовом отношении 1 1. Температура тарелки, на которую поступает исходная разделяемая жидкая смесь, подбирается эмпирически. Приводимый ниже расчет делается несколько раз и принимается наиболее подходящий вариант. [c.393]
Предположим, что в отгоняемых парах должно содержаться 0,995 гептана, а примесь гептана к ундекану, собираемому внизу колонки, должна составлять 0,005 от общего веса. Находим на кривой равновесия фаз точку а, отвечающую заданному составу отводимых паров . Эти пары находятся в равновесии с жидкостью верхней тарелки, из которо.й они образуются. Но та же жидкость не находится в равновесии с парами, поднимающимися с предыдущей тарелки и конденсирующимися под колпаком верхней тарелки (рис. 54). Это отклонение может быть рассчитано как для верхней, так и для всех нижерасположенных тарелок. В результате подобного расчета получается некоторая кривая, описывающая фактические соотношения между составами жидкостей и конденсирующихся над ними паров. Эта кривая лежит ниже кривой АВС и, как показывает опыт, может быть в случае технических расчетов заменена двумя прямыми АК и КС. [c.395]
Зная состав жидкости х верхней тарелки, опускаем перпендикуляр на прямую КС и находим точку связывающую состав жидкости верхней тарелки и состав пара у2 второй тарелки, считая сверху. Затем по составу пара у2 находим точку Ь, связывающую равновесные составы пара уг и жидкости Х2 на второй тарелке. Далее этот цикл построений повторяется. Зная состав жидкости Х2 второй тарелки, опускаем из точки Ь перпендикуляр на прямую КС и находим точку ь связывающую неравновесные составы жидкости Хг и паров третьей тарелки уз, а по точке i находится точка с, связывающая составы Уз и Хз равновесных пара и жидкости третьей тарелки. Повторяя эти построения достаточное число раз, доходим до точки К. Число тарелок в верхней части колонки равно числу точек а, и т. д. Если строить геометрически идеальный чертеж, то число тарелок стремится к бесконечности. Но на самом деле мы не имеем строгого равновесия между жидкостью, подаваемой в колонку, и образующимся над ней паром. Точка, выражающая соотношение между составами этих двух фаз, лежит немного ниже точки К, и число тарелок оказывается вполне определенным. [c.395]
Затем находим состав жидкости на второй тарелке, считая снизу. Эта жидкость не находится в равновесии с паром состава у, поднимающимся с первой тарелки. Соотнощение между этими неравновесными паром и жидкостью находится на основании прямой АК. Пару состава у отвечает жидкость состава х . Таким образом, точка р связывает состав жидкости х на второй тарелке и состав конденсирующегося над ней под колпаком пара у. [c.396]
Жидкость на второй тарелке кипит, образуя равновесные с нею пары, и поэтому состав паров у находим по равновесной кривой, восстанавливая перпендикуляр из точки х . Повторяя описанные построения достаточное число раз, доходим до точки К. Число тарелок в нижней части колонки равно числу точек 5, р, и т. д., расположенных на равновесной кривой АВС. [c.396]
Таким образом, общее число тарелок колонки равно тринадцати, т. е. одна тарелка, на которую поступает разгоняемая смесь, пять тарелок выше нее и семь тарелок ниже нее. [c.396]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте