Единица переноса при ректификации

Число подлежащих определению элемептов ректификации будет то же, что и для колпачковой колонны, т. е. 2п неизвестных. Здесь вместо неизвестного числа тарелок N входит неизвестное число единиц переноса И, остальные элементы те же. [c.335]

Определение высоты единицы переноса (ВЕП) плоскопараллельных насадок в технических расчетах процесса ректификации можно проводить по формулам, справедливым для отдельной трубки с орошаемыми стенками того же эквивалентного диаметра при ламинарном потоке паров (до Яе, = 1000) [81 [c.262]

Иначе протекает процесс в насадочной колонне. Изменение концентрации здесь в каждом слое между сечениями Уг и у пропорционально у — у. Только когда кривая равновесия и рабочая линии расположены параллельно (см. рис. 796), имеет место случай, при котором ЧЕП и число теоретических ступеней разделения п совпадают, поскольку в рассматриваемой области концентраций разность у — у остается постоянной. Такая зависимость наблюдается при ректификации идеальных смесей, компоненты которых имеют мало различающиеся температуры кипения. Подобные смеси. используют главным образом при испытании колонн. Вообще, по обогащающему эффекту единица переноса идентична теоретической ступени разделения, рассчитанной для разности концентраций у —у, являющейся средней между значением у —у1 и соответствующей разностью концентраций у1—уь в конце единицы переноса [71]. [c.123]

Первый способ определение числа единиц переноса методом графического интегрирования. Например, для процесса ректификации [c.675]

Рис. Х-6. Определение числа единиц переноса методом графического интегрирования (процесс ректификации).

Чтобы предотвратить изменение состава дистиллята в ходе процесса ректификации, надо увеличивать флегмовое число. При этом точка С (рис. 19-22,6) пересечения рабочей линии с диагональю остается неподвижной, а рабочая линия поворачивается около этой точки в соответствии с изменением величины R. На рис. 19-22,6 показаны также два положения рабочей линии, соответствующие начальному и конечному моментам ректификации. Число единиц переноса для всех положений рабочей линии одинаково, флегмовое же число увеличивается от Ri (в начальный момент) до R2 (в конечный момент). [c.699]

Задаваясь значениями Р, равными 10, 5, 3 и 2, строим на I/—л-диаграмме соответствующие им рабочие линии и, вписывая ступеньки , отвечающие числу единиц переноса п = 8, находим составы х жидкости в кубе для различных стадий ректификации (для упрощения на рис, 19-23 сделано построе- [c.701]

Выражения (Х,5б) и (Х,56а), строго говоря, применимы для процессов эквимолекулярного двустороннего переноса, например процессов ректификации, а также для процессов абсорбции, экстракции и других процессов массопередачи, в том случае, когда рабочую линию можно считать практически прямой. Если рабочая линия является кривой, то выражения средней движущей силы и числа единиц переноса усложняются. [c.414]

Число единиц переноса на тарелку определяется для паровой и жидкой фаз по правилу аддитивности [см. уравнения (Х,58) и (Х,58а) соответственно. Однако в данном случае расчет затруднен из-за отсутствия надежных зависимостей для вычисления числа единиц переноса на тарелку по каждой из фаз, т. е. величин Пу и Пх. Поэтому, несмотря на различие процессов абсорбции и ректификации (как указывалось, ректификация отличается взаимным обменом компонентами между фазами в результате одновременно протекающих процессов массо- и теплообмена), в первом приближении величины Пу и л можно найти с помощью соответствующих формул для тарельчатых абсорберов. Например, в случае колпачковых тарелок для расчета Пу применимо уравнение (XI,62), а для. расчета — [c.500]

При расчете процесса ректификации многокомпонентной смеси требуется определить диаметр аппарата, число единиц переноса (ступеней разделения), необходимое для осуществления заданного разделения, флегмовое число, распределение температур, потоков и концентраций компонентов по высоте колонны, тепловые нагрузки дефлегматора и кипятильника, а также установить место оптимального ввода питания в колонну. [c.505]

Разделение компонентов с близкими температурами кипения, относительные летучести а которых близки к единице, сопряжено со значительными трудностями. При работе с такими смесями линия равновесия настолько сближается с диагональю диаграммы у—х, что для их разделения требуется очень большое число единиц переноса. Величина а может быть увеличена и разделение облегчено при изменении давления перегонки, обычно путем проведения процесса ректификации под вакуумом. [c.512]

Эффективность разделительных аппаратов колонного типа с непрерывным контактом фаз, к каковым относятся насадочные и пленочные ректификационные колонны, часто выражают также через высоту единицы переноса — ВЕП и соответственно через число единиц переноса — ЧЕП. В основе этих характеристик лежит рассмотренное выше понятие о движущей силе массообмена, обусловливающей перенос вещества в колонне отсюда и термин единица переноса . Высоте единицы переноса соответствует высота такого участка разделительной части колонны, для воображаемых концов которого разница в составах входящего (выходящего) и выходящего (входящего) потоков одной из фаз равна средней движущей силе на этом участке. Поскольку применительно к ректификации движущая сила в принципе может быть представлена в виде разности [у—у ) или х —л ), то по отношению к соответствующей разности высоту единицы переноса обозначают как (ВЕП)ог/ или (ВЕП)ох. [c.72]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ТАРЕЛОК И ЧИСЛ.Л ЕДИНИЦ ПЕРЕНОСА ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОМ И НЕПРЕРЫВНОМ ПРОЦЕССЕ РЕКТИФИКАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ [c.152]

С. Я. Герш и А. М. Архаров [41] на основании проведенных ими экспериментов установили, что поверхность контакта между фазами не равна поверхности пластин, составляющих дно ходов ректификатора. Это происходит вследствие волнообразования на поверхности дна и связано с шероховатостью материала. Поэтому они вводят фактор /, учитывающий влияние шероховатости материала. Они выяснили также, что на величину коэффициента массопередачи оказывают влияние величины флегмового числа, эквивалентный диаметр канала, средний радиус кривизны канала, число единиц переноса массы. Последний фактор учитывает характер кривой равновесия системы, подвергаемой ректификации. [c.290]

Для определения числа теоретических ступеней щ и числа единиц переноса а надо располагать линией равновесия и знать закон изменения сопряженных концентраций х и у по высоте колонны (в рабочем диапазоне их изменения). В диаграмме х—у зависимость сопряженных концентраций представляет собой рабочую линию процесса (см. разд. 10.7). Выведем ее уравнение для ректификации, как это было сделано в разд. 10.7 для противоточного массообмена. [c.1022]

Энтальпийную диаграмму в принципе можно использовать также для расчета ректификации с непрерывным контактом фаз. Необходимую для этого связь равновесных и сопряженных концентраций (на языке одной из фаз) найти легко затруднения возникают в связи с переменными потоками фаз при вычислении чисел единиц переноса. [c.1060]

В настоящей работе делается попытка вывода уравнения высоты, эквивалентной единице переноса, при ректификации в спиральном вращающемся канале при следующих условиях его работы с отбором дистиллята, турбулентном течении пара при ректификации смесей углеводородных газов. [c.266]

Получено уравнение для определения высоты, эквивалентной единице переноса, в условиях ректификации в спиральном вращающемся канале при турбулентном режиме течения пара с отбором дистиллята для смесей, сопротивление массопереносу которых сосредоточено в паре. [c.272]

Ниже приводятся результаты экспериментального изучения распределения фазовых сопротивлений рассмотренными методами при ректификации разбавленных растворов на различных контактных устройствах. При определении частных высот единиц переноса по методу, основанному на изменении соотношения истоков Я, величина потока жидкости сохранялась постоянной и менялась только скорость пара. Это позволяло считать, что поверхность контакта оставалась неизменной (до точки подвисания). [c.96]

На рис. П1-9 приведены опытные данные, полученные при определении частных высот единиц переноса по методу, основанному на уравнении (П1-101). При этом оказалось, что для разбавленного раствора брома в четыреххлористом углероде доля диффузионного сопротивления жидкой фазы fx 60%, а раствора иода в том же растворителе / .л 20%. Эти результаты удовлетворительно согласуются с данными, полученными методом сравнения ректификации двух разбавленных растворов (табл. 111-4). Однако учитывая условия проведения опытов, последнему способу следует отдать предпочтение. [c.97]

Проведение ректификации под вакуумом налагает ряд дополнительных требований к расчету колонных аппаратов. Это связано в первую очередь с тем, что за счет гидравлического сопротивления рабочие условия процесса (давление и температура) меняются по высоте колонны. Следствием этого является изменение относительной летучести и высоты единицы переноса. [c.121]

По величине потери давления на единицу переноса мелкие насадки превосходят другие контактные устройства. Незначительное удельное гидравлическое сопротивление мелких насадок также является их отличительным свойством, которое делает их незаменимыми при ректификации под пониженным давлением. [c.124]

Тип насадки Размер, мм Цель ректификации Высота единицы переноса Лоу, м Лите- ратура [c.154]

Оценивая особенности процесса очистки кадмия и цинка с позиций массообмена, необходимо отметить аномально высокое поверхностное натяжение этих веществ. При нормальной температуре кипения поверхностное натяжение жидкого кадмия составляет 600,8 дин/см (ири 770 °С), для цинка а = 722,5 дин/см (при 913 °С). По этой причине при ректификации кадмия и цинка активная поверхность контакта фаз в насадочных колоннах значительно меньше, чем при ректификации органических веществ, и эффективность очистки в аппаратах данного тина относительно невысока. Так, при очистке кадмия от цинка высота единицы переноса Ло у в колонне с насадкой из колец Фенске 5 X 0,2 мм составила 0,2 м. Только при повышении нагрузки по жидкости и пару и переходе в режим инверсии фаз наблюдалось увеличение эффективности до = = 0,13 м [8]. [c.158]

При ректификации бинарных смесей расчет может быть выполнен графическим методом с помощью диаграммы у = f x). Графическим интегрированием в соответствии с формулами (V. 130) определяются числа единиц переноса массы или путем ступенчатого построения находится число теоретических ступеней (рис. V.37). [c.554]

Таблица 4. Высоты единиц переноса в жидкой и паровой фазах при пленочной ректификации

В целом, что очень важно, уравнение (1У-34) для первого волнового ламинарного режима, полученное обработкой опытных данных по ректификации на основе разложения общей высоты единицы переноса на частные, близко корреспондирует с уравнениями, найденными на основе данных по массообмену в жидкой фазе при абсорбции [33, 34, 36, 37, 43]. [c.94]

Для определения высоты единицы переноса применительно к ректификации в колоннах с ППН необходимо учитывать как влияние высоты пакета, так и влияние поперечной неравномерности в распределении потоков жидкости и пара. [c.98]

Следует указать, что невозможно достаточно полно описать основные закономерности процесса разделения в насадочной колонне, если оперировать только такими величинами, как высота, эквивалентная т еоретической ступени или единице переноса. Зицман [159] показал, что массообмен в насадочной колонне протекает тем интенсивнее, чем легче проникают компоненты из ядра одной фазы к границе раздела жидкость — газ и оттуда далее в ядро другой фазы. Поэтому необходимо принять во внимание два диффузионных сопротивления, а именно при массопере-носе внутри паровой фазы и при массопереносе внутри жидкой фазы. Диффузионные сопротивления зависят от среднего пути переносимого вещества в соответствующей фазе, от степени перемешивания фазы в точках контакта между насадочными телами, от турбулентных завихрений и других факторов, которые уже были обсуждены в разд. 4.2. Соотношение между диффузионными сопротивлениями в газовой и жидкой фазах, экспериментально измеренные Зицманом для семи различных типов насадки, указаны в табл. 17. Из данных табл. 17 следует вывод, что вклад диффузионного сопротивления газовой фазы в общее сопротивление массопереносу при ректификации может составлять от 9 до 96%. [c.119]

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]

Это видно из рис. 19-22, а, на котором показаны два положения рабочей линии — для начального и конечного моментов ректификации. Так как флегмовое число не изменяется [R = onst), то угловой коэффициент рабочей линии остается без изменения, и все рабочие линии параллельны между собой. Точки пересечения рабочих линий с диагональю соответствуют составам дистиллята, который изменяется от Хр (в начальные момент) до Хр (в конечный момент). Число единиц переноса при всех положениях рабочей линии остается одинаковым. [c.699]

При расчете процесса периодической ректификации (при д р= onst) надО обычным способом определить флегмовое число и число единиц переноса дл г конечного момента ректификации. Далее задаются несколькими меньшими значениями R, строят соответствующие положения рабочей линии н, вписывая для каждого положения найденное ранее число единиц переноса, опреде- [c.699]

При расчете процесса периодической ректификации (при / = onst) флегмовое число н число единиц переноса находят обычным способом — либо для начального момента ректификации (по заданным Хр и Хр), либо для ее конечного момента (по заданным Хр и х. у Затем задаются несколькими промежуточными значениями Хр, строят промежуточные положения рабочей линии и, вписывая для каждого из них найденное ранее число единиц переноса, определяют составы х жидкости в кубе, отвечающие принятым значениям Xр. Для определения количества остатка пользуются уравнением [c.700]

До сих пор были рассмотрены лишь методы определения числа теоретических тарелок или единиц переноса, необходимых для осуществления конкретного процесса ректификации. Задача испытания эффективности колонки с помощью эталонной смеси состоит в том, чтобы установить, какому числу теоретических тарелок или единиц переноса эквивалентна данная колонка. Для этой цели в куб загружают эталонную смесь известного состава п доводят ее до кинения. Как правило, испытание проводят с бесконечным флегмовым числом, т. е. без отбора дистиллата, поскольку эти условия наиболее легко воспроизводимы. Во время ректификации отбирают из головной части колонки и из куба пробы по каплям, благодаря чему стационарный режгш в колонке не нарушается. Анализ пробы показывает достигнутое обогащение от концентрации жидкости в кубе до концентрации дистиллата. [c.158]

Чильтон и Кольбэрн [10] разработали другой дифференциальный метод расчета насадочных колонн, в котором устанавливается соотношение между явлением ректификации и другими процессами, связанными с диффузией, как, например, с адсорбцией [167]. Колонны сравниваются по ВЕП —высоте единицы переноса так же, как это делалось для ВЭТТ. Число единиц переноса определяется уравнением [c.66]

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]

Расчет процесса ректификации с помощью понятия о теоретической ступени разделения имеет преимущество общности с другими многоступенчатыми противоточными процессами разделения и позволяет использовать достижения общей теории разделения [4—6]. По ЧТСР можно рассчитывать ректификационные колонны как со ступенчатым контактом фаз (тарельчатые), так и с непрерывным контактом фаз (насадочные). В первом случае для перехода к реальным тарелкам используется коэффициент полезного действия тарелки. Во втором случае вводится величина ВЭТС (высота, эквивалентная тееретической ступени разделения), и требуемая высота слоя насадки определяется как произведение ЧТСР и ВЭТС. Однако при расчете колонн с непрерывным контактом представление о теоретической ступени разделения не отвечает реальным условиям протекания процесса и становится искусственным. В связи с этим был. разработан и в настоящее время широко применяется другой путь расчета ректификации — по числу единиц переноса. [c.54]

В ряде других работ [54, 60, 61 ] расчленение общей высоты единицы переноса проводили в условиях меняющегося соотношения потоков фаз X. Эксперимент должен быть поставлен таким образом, чтобы прп изменении К поверхность контакта фаз оставалась постоянной. При ректификации в насадочной колонне это условие удается реализовать, поддерживая плотность орошения постоянной (соотношение потоков фаз X меняется только за счет изменения парового потока G). Необходпно также работать ниже точки нодвисания, когда поверхность контакта фаз не зависит от скоростп пара. Что касается влияния изменения потока пара па величину hy (так как hy то если показатель степени i — п мал (близок [c.94]

Иа рис. III-8 представлена зависимость hoy от произведения тХ по данным опытов с ректификацией разбавленных растворов брома в lj. Как видно из этого рисунка, между этими величинами наблюдается прямолинейная зависимость, что позволяет рассчитать частные высоты единиц переноса. [c.96]

Расчет необходимой высоты колонны для вакуумной ректификации предлагается проводить по следующей схеме. Используя опытные данные по относительной летучести примеси в широком интервале давлений, рассчитывают необходимое число единиц переноса МауШ полученные результаты представляют в виде линейной зависимости [125] [c.121]

Эффективность колонн, оцениваемую числом теоретических ступеней разделения (ЧТСР) или числом единиц переноса (ЧЕП), определяют путем ректификации эталонной бинарной смеси (обычно при полной флегме). Выбор смеси для испытания колонн производят прежде всего с учетом ожидаемой эффективности и условий ректификации (давления). Смеси с большим коэффициентом разделения непригодны для испытания колонн высокой эффективности, и наоборот. В общем случае для бинарных растворов коэффициент разделения зависит от состава смеси и температуры (давления) и поэтому меняет свое значение по высоте колонны. Это обстоятельство не позволяет пользоваться для определения эффективности ректификационных колонн простыми аналитическими соотношениями, изложенными в гл. И, и заставляет прибегать к более трудоемким и менее точным графическим методам расчета. С другой стороны, при малых коэффициентах разделения небольшая неточность принимаемой величины а вызывает значительную погрешность определения числа теоретических ступеней разделения, т. е. в оценке эффективности колонны. [c.134]

Для получения тетрахлоридов циркония и гафния высокой чистоты потребуются высокоэффективные колонны. Это связано с тем, что нри жггси (или а н си) О коэффициент разделения а. в системе Н1С14—2гС14 значительно снижается и в пределе стремится к единице [31]. Кроме того, скорость переноса массы в паровой фазе будет весьма низкая из-за малых величин коэффициента молекулярной диффузии. По этой причине можно ожидать высоких значений высоты единицы переноса для паровой фазы как лимитирующей стадии процесса ректификации в данных условиях. [c.163]

Окончательное представление об эффективности низкотемнера-турной ректификации гидридов можно получить ири наличии кинетических параметров, характеризующих процесс очистки (высота единицы переноса или высота, эквивалентная теоретической ступени разделения). Из опытов по ректификации бинарных разбавленных растворов арсина и этилена в силане в насадочной колонне со спирально-призматической насадкой 2 X 2 X 0,2 мм было найдено, что ВЭТС составляет в этих условиях 5—6 см [125]. Эти величины [c.197]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология