Мак-Кэба и Тиле

Графическое определение числа теоретических тарелок для процессов дистилляции разработали Мак-Кэб и Тиле [14]. Так же, как и в процессе абсорбции, необходимо предварительно получить уравнения рабочих линий процесса дистилляции. Условия вывода уравнений [c.49]

Рис. 95. Расчет экстрактивно-ректификационной колонны для разделения бу-тан-бутиленовых смесей по методу Мак-Кэба и Тиле.

Совмещенные реакционно-ректификационные процессы очень сложны, и строгий расчет их пока не создан. Однако имеются расчеты для некоторых упрощенных случаев [47—50], Так, Марек [51] предложил общий метод расчета ректификации при наличии химической реакции, взяв за основу итерационный расчет ректификации по Сорелю и Мак-Кэбу и Тиле. При этом наличие химической реакции в жидкой фазе учитывается введением в уравнения материального и теплового балансов дополнительных членов, соответствующих изменению количества вещества и тепла за счет реакции. Общность метода состоит в том, что он не ограничен числом компонентов, типом реакции и т, д, В общем случае, для расчета необходимы исходные данные в полном объеме (для концентрационного симплекса я-ко.мпонентной смеси в целом) о скорости реакции, тепловом эффекте, фазовом равновесии жидкость — пар, Мареком учтены возможные упрощения метода, связанные с рациональными допущениями, которые встречаются при обычном расчете ректификации, В итерациях, наряду с предположением определенных концентрации, предполагается также общее прореагировавшее количество вещества и учитывается в связи с этим задержка жидкости на каж- [c.208]

Чамберсом был предложен [244] графический метод расчета процессов ректификации трехкомпонентньих смесей, напоминающий известный графический метод Мак-Кэба и Тиле для бинарных смесей. [c.234]

При малом изменении концентраций этилацетата и воды выше точки питания, как это имеет место в рассмотренном примере, число тарелок можно рассчитывать ino видоизмененному методу Мак-Кэба и Тиле, пользуясь диаграммой, выражающей зависимость логарифма концентрации высококипящего компонента заданной смеси в паре от логарифма молярной концентрации этого компонента в жидкости. Эта диаграмма для рассматриваемого процесса обезвоживания уксусной кислоты приводится на рис. 93. Как было показано в гл. I, при малой концентрации растворенного вещества распределение его между жид- [c.242]

Это линейное уравнение выражает зависимость состава пара от состава жидкости для любого поперечного сечения колонны (при условии адиабатичности процесса) и представляет собой рабочую линию а—с (рис. 59). Если мольные энтальпии испарения компонентов сильно различаются, то это необходимо учесть при расчете числа теоретических ступеней по методу Мак-Кэба и Тиле. [c.98]

Установка представила собой модель исчерпывающей части экстрактивно-ректификационной колонны. Отбираемый из верха колонны пар конденсировался, конденсат смешивался с жидкостью, отбираемой из куба, и эта смесь подавалась в верх колонны. Благодаря этому легко обеспечивалась стабильность режима процесса. При установившемся режиме измерялись расходы материальных потоков и отбирались пробы жидкости и пара с каждой тарелки. Обработка опытных данных производилась графическим методом Мак-Кэба и Тиле, поскольку разделяемая смесь являлась бинарной. Данные опытов показали, что рабочая линия процесса ректификации, выраженная в относительных концентрациях изобутана в углеводородной смесч, во всех случаях близка к прямой. [c.264]

Адольфи [И ж] разработал графический метод расчета динамических характеристик колонн для ректификации бинарных смесей в основе метода лежит диаграмма Мак-Кэба и Тиле. Вагнером с сотр. [162 а, б] исследована динамическая характеристика насадочных ректификационных колонн. Приводится информация о динамике колонн при разделении бинарных идеальных и неидеальных смесей, а также тройных систем. Исследована динамическая характеристика последовательно соединенных ректификационных колонн. Для расчета динамики колонн широко применяются ЭВМ (см. разд. 4.15). [c.50]

Сделаем упрощающее допущение, что мольные энтальпии компонентов, а следовательно и смеси, одинаковы. Тогда с помощью графического метода Мак-Кэба и Тиле [77] можно рассчитать число теоретических ступеней разделения, необходимое для разделения смеси при определенном флегмовом числе, которое превышает минимальное флегмовое число. Вычисления можно проводить как для периодического, так и для непрерывного режима работы. [c.99]

Кривая равновесия у—х показывает связь между концентрацией жидкости л и соответствующей концентрацией пара у, находящегося в состоянии равновесия с жидкостью. Следовательно, кривая равновесия является основой для расчета числа теоретических ступеней разделения по графическому методу Мак-Кэба и Тиле [771, который успешно и широко применяется благодаря своей простоте. На рис. 43 в ряду П1 представлены кривые равновесия для смесей различных типов. Для смесей взаимно нерастворимых компонентов кривая равновесия представляет собой прямую линию (тип 1), которая пересекает диагональ в одной точке, называемой азеотропной. В этой точке составы пара и жидкости одинаковы обогащение паров легколетучим компонентом при более высокой концентрации жидкости х уже невозможно напротив, в этой области концентраций пар содержит меньше легколетучего компонента, чем жидкость. При перегонке смесей взаимно нерастворимых компонентов (тип 1) или смесей только частично растворимых компонентов (тип 2) дистиллят имеет один и тот же состав в широком интервале изменения концентрации легколетучего компонента в кипящей жидкости и только в непосредственной близости от концентраций О и 100% появляются промежуточные составы дистиллята. Для смесей с максимумом на кривой давления паров при концентрации жидкости выше азеотропной (тип 3), а для смесей с минимумом на кривой давления паров при концентрации жидкости меньше азеотропной (тип 5) пары содержат меньше легколетучего компонента, чем исходная жидкость состава л . Для смесей типа 4 характерна форма кривой равновесия у —х, свойственная идеальным смесям, для которых у всегда больше х. [c.76]

На реальных тарелках практически никогда не достигается к. п. д. 100%, что возможно для идеальных тарелок обычно к. п. д. составляет 50—90% . Это вызвано, во-первых, тем, что перемешивание пара и жидкости в большинстве случаев не является совершенным, и, во-вторых, тем, что пар, особенно при больших скоростях, увлекает брызги жидкости на вышележащую тарелку. Кроме того, колонны, как правило, работают не с бесконечным флегмовым числом, а с конечным, так как целью любой ректификации является получение дистиллята. Как показал Аншюц [133], коэффициент полезного действия тарелок может быть учтен при графическом построении теоретических ступеней разделения по методу Мак-Кэба и Тиле. [c.97]

Различия в мольных энтальпиях испарения могут оказывать заметное влияние на число теоретических ступеней разделения особенно при малых флегмовых числах или при малой относительной летучести компонентов и высокой разделительной способности колонны. Графический метод Мак-Кэба и Тиле в этом случае заметно усложняется, так как при этом рабочие линии процесса ректификации не являются прямыми. Однако видоизменение метода Мак-Кзба и Тиле, предложенное Фишером [134], относительно упрощает графические построения. Биллет [135] вывел уравнения для расчета рабочих линий, соответствующих процессу ректификации бинарных смесей при различных мольных энтальпиях испарения компонентов. Тум [136] разработал метод прямого расчета числа теоретических ступеней разделения при ректификации идеальных бинарных смесей с конечным флегмовым числом, в котором учтены различия в энтальпиях испарения. [c.98]

РАСЧЕТ ЧИСЛА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ СТУПЕНЕЙ РАЗДЕЛЕНИЯ ПО МЕТОДУ МАК-КЭБА И ТИЛЕ ДЛЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ РЕКТИФИКАЦИИ [c.100]

Прямая g — с1 пересекает рабочую линию в точке в, вследствие чего минимальное флегмовое число дополнительно уменьшается. Если исходная смесь поступает при температуре кипения, то е = 1, а точкам йи f соответствует одна и та же абсцисса [103]. Если часть смеси поступает в виде паров, то можно воспользоваться рекомендациями Каверса [142], которые позволяют и в этом случае проводить расчет числа теоретических ступеней с помощью диаграммы Мак-Кэба и Тиле. [c.106]

Определение числа теоретических тарелок по методу Мак-Кэба и Тиле для кривых равновесия с точкой перегиба и с азеотропной точкой [c.117]

Поль [143] описал метод расчета параметров исчерпывающей части колонны для смесей с очень низкой концентрацией легко-летучего компонента. Этот метод основан на использовании диаграммы Мак-Кэба и Тиле. При этом способе расчета кривую равновесия можно приблизительно представить в виде прямой. Норват и Шуберт [144] разработали метод расчета, который можно нс- [c.106]

Все методы расчета числа теоретических ступеней разделения, описанные в разд. 4.7.5, сопоставлены между собой и с графическим методом Мак-Кэба и Тиле в табл. 16 на примере следующей задачи разделения Хд = 40% (мол.), х = 98%, а = 2,4, A.L = = 30° С. [c.117]

Для конечного флегмового числа рассчитать ЧЕП по такому же методу значительно сложнее [71]. Чильтон и Кольборн [163] описали приближенный графический метод расчета ЧЕП, который представляет собой дальнейшее развитие метода Мак-Кэба и Тиле. Он пригоден для всех смесей, для которых известна кривая равновесия. При этом в рассматриваемом интервале концентраций рабочая линия процесса ректификации для укрепляющей части колонны не должна подходить слишком близко к кривой равновесия. Задача сводится к тому, чтобы подобрать подходящее среднее значёние движущей силы, совпадающее с величиной обогащения, соответствующей единице переноса. На диаграмме равновесия в обычном порядке вычерчивают рабочую линию и через точку проводят вертикальную линию, которая пересекает рабочую линию в точке а кривую равновесия — в точке Уь На рис. 79 такое построение схематически пояснено для отдельного участка диаграммы равновесия при этом на рис. 79а кривая равновесия проходит менее круто, чем рабочая линия, а на рис. 796 линии параллельны между собой. [c.125]

Единицы переноса можно строить в виде ступенек на диаграмме Мак-Кэба и Тиле, но при этом надо следить за тем, чтобы степень [c.125]

Мостафа [175а] представляет многокомпонентную смесь в виде эквивалентных бинарных смесей, обладающих различной относительной летучестью, и определяет число теоретических ступеней разделения с помощью графического метода Мак-Кэба и Тиле. Если компонентов много, то можно выбрать один ключевой компонент, относительная летучесть которого является средним значением для относительных летучестей всех компонентов. [c.132]

Цуидервег [158] при расчете числа теоретических ступеней разделения п для периодической ректификации учитывает влияние УС на п и размер промежуточной фракции. Им была исследована зависимость четкости разделения от удельной общей УС, флегмового числа и числа теоретических ступеней для смесей с относительной летучестью от 1,07 до 2,42. С помощью введенного Цуидервегом так называемого полюсного расстояния можно определить оптимальное флегмовое число. Способ соответствует расчету по методу Мак-Кэба и Тиле при конечной концентрации X = 5% (мол.). [c.151]

При аналитическом определении п полученные значения % (дистиллят) и Хв (куб) подставляют в уравнение Фенске (1086), справедливое при и = оо. При графическом определении п применяют метод Мак-Кэба и Тиле (см. разд. 4.7.1). Если испытание проведено в рабочих условиях, т. е. при конечном флегмовом числе, то определяют число эквивалентных теоретических ступеней по методике, изложенной в разд. 4.10.4. [c.160]

Приняв за основу метод Мак-Кэба и Тиле, Шубринг [2511 разработал программу расчета процесса разделения бинарных смесей, предназначенную для ЭВМ IBM 705. Допустив вполне практически приемлемые упрощения, в соответствии с которыми мольная энтальпия испарения не зависит от состава смеси, а энтальпия растворения равна нулю, с помощью этой программы можно рассчитать число теоретических ступеней разделения для двухкомпонентных смесей, как идеальных, так и неидеальных, в том числе азеотропных смесей. С помощью перфокарт в имеющуюся программу закладывают данные по равновесию, концентрации питающей жидкости, дистиллята и кубовой жидкости. Время решения одной задачи составляет от 15 с до 5 мин. Напечатанная таблица, полученная на ЭВМ, дает для каждой задачи последовательность возможных значений числа теоретических ступеней разделения в зависимости от флегмового числа или от [c.191]

При ректификации природной воды графический метод Мак-Кэба и Тиле неприменим для расчета числа теоретических ступеней разделения, так как с одной стороны кривая равновесия очень полога, а с другой — рабочие концентрации ОаО очень близки к предельным значениям, а именно = 0,000146 0 0 [c.225]

Метод аналогичен использованному Мак Кэбом и Тиле для процесса ректификации. [c.107]

Метод расчета числа тарелок с помощью графика х—у (или в мольных единицах к —у ) иногда упрощают, пренебрегая кри-ви ной оперативной линии, что соответствует принятию постоян-стра массы (или числа молей) потоков по высоте каждой секции колонны. Такое допущение позволяет весьма просто проводить оперативные прямые (метод Мак-Кэба и Тиле [51]). Так как обычно оперативная кривая своей выпуклостью обращена в сто-рому диагонали, то принятие ее за прямую линию приближает ее к кривой равновесия и расчетное число теоретических тарелок получается с некоторым запасом. [c.337]

Кривая равновесия характеризует связь между концентрацией жидкости Хв и соответствующей концентрацией пара у в состоянии равновесия. Кривая равновесия является, следовательно, основой для расчета числа теоретических тарелок графическим методом Мак-Кэба и Тиле [63], который благодаря своей простоте наиболее часто применяется на практике. В табл. П/4, ряд III (приложение) приведены кривые равновесия для смесей различного типа. В случае нерастворимых веществ кривая равновесия представляет собой прямую линию (тип 1), пересекающую диагональ в точке, которая называется особой точкой. В этой точке концентрация паров равна концентрации жидкости обогащение паров нижекипящим компонентом при более высокой концентрации жидкости хв уже невозможно наоборот, пары в этой области концентраций жидкости содержат меньше нижекипящего компонента, чем жидкость. Состав дистиллата для смесей взаимно нерастворимых или ограниченно растворимых веществ в широких пределах изменения концентраций остается постоянным, и только вблизи концентраций О и 100% появляются промежуточные составы (смеси типа 1 и 2). Для смесей с максимумом давления паров концентрация пара ниже концентрации исходной жидкости Хв наблюдается на кривой выше особой точки (тин 3), а для смесей с минимумом давления паров — ниже особой точки (тип 5). Для смесей типа 4 характерна форма кривой, свойственная идеальным смесям, в которых у всегда больше Хв- [c.80]

И представляет собой рабочую линию а—с (рис. 61). Если мольные теплоты испарения компонентов сильно различаются, то необходимо это учесть при расчете по методу Мак-Кэба и Тиле (см. главу 4.71). Согласно расчетному методу Киршбаума [102], рабочая линия в этом случае представляет собой изогнутую кривую. [c.106]

Сделав упрощающее предположение о том, что мольные теплоты испарения компонентов, а следовательно, и смесей равны, можно графическим методом Мак-Кэба и Тиле [63] рассчитать число теоретических тарелок, необходимое для разделения при определенном флегмовом числе, которое должно быть больше минимального флегмового числа. Подобные расчеты можно проводить как для периодического, так и для непрерывного режимов работы. [c.107]

В главе 4.71 было описано применение графического метода Мак-Кэба и Тиле для определения необходимого увеличения флегмового числа при постоянном числе теоретических тарелок для получения дистиллата постоянного состава. Можно, конечно, с самого начала проводить ректификацию при таком постоянном флегмовом числе, чтобы образовывалась минимально возможная промежуточная фракция. В этом случае следует исходить из формы кривой разгонки, как это сделал Цуидервег [104], который определял четкость разделения по наклону кривой разгонки в том месте, где состав дистиллата был равен 50 мол.% при этом четкость разделения он выражал как функцию флегмового числа и задержки. [c.134]

Проанализируем результат графического расчета по методу Мак-Кэба и Тиле для следующего заданного процесса разделения (см. главу 4.71) [c.137]

При сравнении этих результатов с расчетами по методу Мак-Кэба и Тиле (см. главу 4.71) видно, что способ Цуидервега при утете задержки соответствует конечной концентрации хв=Ь мол.%. [c.138]

Рассмотрим часть диаграммы для графического определения числа теоретических тарелок по методу Мак-Кэба и Тиле (рис. 86). Верхняя линия представляет собой кривую равновесия а, нижняя — рабочую линию Ь. В тарельчатой колонне между жидкостью с концентрацией / , находящейся на любой тарелке, и поднимающимися парами наступает термодинамическое равновесие. Пары, покидающие тарелку, имеют концентрацию у. Этой же концентрацией обладает и жидкость на вышерасположенной тарелке г/. . Между тарелками (т. е. между точками и у ) никакого обмена не происходит. Иначе обстоит дело в насадочной колонне, где изменение концентрации в каждом слое между у и у пропорционально у —у. Только в случае, когда кривая равновесия и рабочая линия параллельны друг другу (рис. 86, II), число единиц переноса Па совпадает с числом теоретических тарелок поскольку в рассматриваемой области концентраций разность у —у остается постоянной. Такой случай имеет место в идеальных растворах с малой разностью температур кипения, исполь- [c.141]

Чилтон и Кольборн [121 ] описали приближенный графический метод, сходный со способом Мак-Кэба и Тиле. Он применим для всех растворов, для которых имеется кривая равновесия. Кроме того, в рассматриваемой области концентраций рабочая линия в этом случае не должна проходить слишком близко к кривой равновесия. Задача состоит в том, чтобы найти подходящее среднее значение, совпадающее с величиной обогащения на высоте, соответствующей единице переноса. На диаграмме равновесия нано- [c.144]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология