Диаграмма рабочей линии для ректификаци

Рабочие линии процесса ректификации в у — а -диаграмме [c.297]

Для графического изображения ректификации в диаграмме у—х наряду с рабочими линиями необходима лини равновесия, выражающая связь между равновесными концентрациями встречных парового и жидкостного потока. [c.109]

Остановимся сейчас на влиянии состояния исходной смеси на число теоретических тарелок, необходимых для достижения заданного разделения. При помощи диаграммы (рис. 13-18) нетрудно вычертить рабочую линию ректификации, при постоянном возврате из дефлегматора [c.670]

Угол а — минимально возможный угол наклона рабочей линии для верхней части колонны по отношению к положительному направлению оси абсцисс на диаграмме л —у. Выбор рабочего флегмового числа должен основываться на экономических соображениях сумма капитальных и эксплуатационных затрат на процесс ректификации должна быть минимальной (см. гл. УП). [c.62]

С помощью диаграммы равновесия пар — жидкость определим условия ректификации, как это описано в разд. 4.7.1. Рабочая линия процесса ректификации для укрепляющей части колонны [хв = 60% (мол.) и % = 99% (мол.)] пересекает ось ординат в точке у = 32. Из (78) следует [c.187]

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]

После определения к. п. д. нескольких последовательных тарелок (например, г) можно нанести на диаграмму вспомогательную прямую (как при ректификации). Отношение ее вертикального расстояния от рабочей линии к вертикальному расстоянию между линией равновесия и рабочей линией равно к. п. д. в соответствии с определением (У1-165). Ступени между рабочей и вспомогательной линиями определяют число действительных тарелок (рис. У1-81). [c.537]

Расчет десорбции глухим паром может быть проведен аналогично расчету десорбции острым паром посредством построения процесса на диаграмме у—д . Как и в случае ректификации, можно принять, что кипятильник не обладает разделяющим действием, т. е. концентрация пара, поступающего из кипятильника в десорб-ционную колонну, равна концентрации жидкости в кипятильнике у2=Х2)- Таким образом, рабочая линия должна быть проведена через точку с координатами (х , у ), а не через точку с координатами ( 2, 0), как при десорбции острым паром. Это несколько ухудшает процесс десорбции (уменьшается движущая сила) по сравнению с десорбцией острым паром. [c.323]

Графическое определение числа теоретических тарелок процесса ректификации производится следующим образом (рис. Г1-8). Из точки А на диагонали диаграммы с координатой, соответствующей составу сырья хр, проводится -линия, тангенс наклона которой равен q q—i). Значение q определяется по уравнению (П.10). Через точку О на диагонали диаграммы с координатой, равной составу дистиллята, и точку К с ординатой а = г/ )/(1 + В.) проводится прямая — рабочая линия концентрационной части колонны. Точку С на пересечении этой линии с -линией соединяют с точкой Е на диагонали диаграммы, абсцисса которой соответствует составу остатка получают рабочую линию отгонной части колонны. [c.39]

Рис. 3. Положение рабочих линий непрерывной ректификации на /-дг-диаграмме.

Приведенный анализ дает возможность сделать следующие выводы. Экономичность процесса ректификации во многих случаях можно значительно повысить за счет установки промежуточных дефлегматоров (одного-двух) по высоте укрепляющей секции и промежуточных кипятильников в исчерпывающей секции колонны. Уменьшение необратимости в данном случае происходит вследствие ступенчатого изменения потоков по высоте колонны и приближения рабочих концентраций к равновесным (излом рабочей линии и приближение ее к равновесной кривой видны из диаграммы X—У). Это решение известно, однако технологи и экономисты, к сожалению, не всегда его учитывают. Ступенчатое изменение потоков по высоте колонны достигается также промежуточным отбором и подводом этих потоков. Указанный принцип осуществлен в схеме с разрезными колоннами. Все сказанное выше приводит к увеличению коэффициента полезного действия г)з. [c.171]

Третий путь — более радикальный — состоит в отказе от расчетов в концентрационных диаграммах (например, типа у — х) и переходе к диаграммам типа состав — свойство . При этом выбирается именно то свойство рабочих тел (Р), которое явилось причиной нарушения линейности рабочей линии. Скажем, для двухкомпонентных систем в декартовых координатах составляют диаграмму Свойство Р — х, у (рис. 10.44) строят две кривые Р — х и Р — у. Равновесные точки на кривых соединяют нодами (на рисунке — штриховые линии). Для трех-компонентных систем такого рода диаграммы строятся в концентрационном треугольнике, где также проводятся линии свойств (например, растворимости) и равновесные ноды. Понятие рабочая линия в этих случаях не используется, но понятия сопряженных и равновесных концентраций, теоретической ступени и т.п. остаются в силе. Одновременно вводятся некоторые необходимые для расчета дополнительные понятия — они будут рассмотрены при изучении конкретных технологических приемов (ректификации, жидкостной экстракции, выщелачивания и др.). [c.869]

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]

В предыдущих разделах рассматривалась ректификация смесей, состоящих из компонентов с равными (близкими) мольными теплотами парообразования. На практике встречаются смеси компонентов с близкими массовыми теплотами парообразования (например, углеводороды одного гомологического ряда, содержащиеся в нефти) — тогда расчет ведут с помощью диаграмм а —а и I - а,а. При разделении смесей компонентов, у которых мольные или массовые теплоты испарения сильно различаются (скажем, на 20% — цифра зависит от требуемой точности расчетов), потоки пара В и флегмы Ь уже нельзя принимать постоянными по высоте укрепляющей и отгонной частей колонны. Соответственно усложняются материальные балансы, а рабочие линии — уравнения типа (12.17) и (12.20) — перестают быть прямыми. Построение кривых рабочих линий сопряжено с большими трудностями здесь необходимо учитывать изменение энтальпий пара (А) и жидкости (/) с изменением их составов. В этом случае переходят к энтальпийным диаграммам (см. рис. 12.7), представление о которых дано в разд. 12.2.4. [c.1045]

Выражение (45) представляет уравнение рабочей линии на фазовой диаграмме процесса ректификации. [c.187]

Для случая конечной флегмы Я аналитические уравнения очень сложны, и проще пользоваться графическими методами [78]. Однако когда равновесная линия на интересующем участке может быть представлена прямой, число теоретических тарелок просто определить и аналитически [80]. Именно такой случай имеет место при расчете условий ректификации в колонне выделения НВ из природного водорода. Для крайней верхней части диаграммы (см. рис. 16) уравнение рабочей линии, исходя из формулы (3. 6), можно представить в виде [c.40]

Уравнение (XI. 11) описывает в диаграмме равновесия у—х прямую линию (рис. XI-7), называемую рабочей линией процесса ректификации. Эта прямая проходит через точку на диагонали с координатами (xj, t/a), отсекает на оси ординат отрезок yJ R + 1) и образует с осью абсцисс угол, тангенс которого равен R R 4- 1). Так как сечение АВ выбрано произвольно, то очевидно, что сопряженные концентрации низкокипящего компонента в жидкости и паре х, у) во всех сечениях колонны изображаются точками, принадлежащими рабочей линии. [c.518]

Фиг. 12. Построение рабочей линии процесса непрерывной ректификации в Л — У-диаграмме.

Рис. П-6. Положение рабочих линий периодической ректификации на диаграмме х — у

Рассмотрение расчетных диаграмм процесса ректификации при питании колонны кипящей жидкостью и насыщенным паром (рис. 8 и 12) показывает, что геометрическое место точек пересечения рабочих линий зависит как от состава исходной смеси, так и от физического ее состояния, т. е. от энергетического уровня. Эта зависимость может быть найдена и в более общем виде [13]. [c.32]

Как показывают расчеты, при Т1г = 0,8 линия ректификации смеси кислород—аргон—азот практически не отличается от теоретической, соответствующей =1. При т1,- = 0,5 связанное с отклонением линии ректификации от теоретической изменение разности равновесных и рабочих концентраций в диаграмме х—у для кислорода составляет не более 0,2 мол. %. Необходимо при этом отметить, что для хорошо сконструированных тарелок воздухоразделительных колонн щ заметно больше 0,5. Расчет по теоретическим тарелкам приводит к несколько большему накоплению аргона, т. е. к несколько меньшим движущим силам в диаграмме х—у для кислорода, что дает некоторый запас при проектировании. [c.110]

РАБОЧИЕ ЛИНИИ ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ В (/- -ДИАГРАММЕ [c.273]

В системе координат X — К это уравнение представляет прямая с наклоном Л/С (рис. 1-60). На диаграмму наносится также изотерма равновесия. Как и при ректификации, ступени между рабочей линией и кривой равновесия представляют ступени экстракции. Это — теоретические ступени, соответствующие теоретическим тарелкам. Практически же ступени лишь приближаются к теоретическим. [c.523]

На диаграмме X — У уравнению (У1-160) соответствует прямая (рабочая линия) с наклоном Ож/Ог- Это отношение жидкости к газу играет здесь ту же роль, что флегмовое число при ректификации. Оно не может быть произвольно малым. Как показано на рис. У1-77, минимального значения оно достигает при данных Хо, Уо и Уь когда верхний конец рабочей линии пересекает кривую абсорбционного равновесия при У=У1. [c.534]

На рис. У-35 представлена диаграмма I/ — х для смеси бензол — толуол, на которой изображено несколько рабочих линий для секции обогащения, выходящих из точки д д=0,995. На каждой из этих линий строится 18 теоретических ступеней разделения и добавляется одна тарелка на куб. Таким же образом последовательно определяются составы кубовой жидкости во время процесса периодической ректификации (вследствие ограниченности размеров рис. -35 на нем показаны только первая и последняя линии, обозначенные А а В). В результате таких графических построений можно составить следующую таблицу [c.350]

Определить число необходимых теоретических тарелок для ректификации смеси, состояшей из нормальных углеводородов—бутана и пентана, используя комбинированную тепловую-диаграмму, но без нанесения полюсов для рабочих линий. [c.233]

Очевидно, что каждая ступень построенной ломаной заключена между кривой равновесия и рабочей линией одной теоретической тарелки колонны. Аналогично поступают и при расчете насадочных ректификационных колонн. В этом случае вводится понятие эквивалентной высоты теоретической тарелки — высота насадки, которая имеет тот же коэффициент разделения, что и одна теоретическая тарелка, т. е. участок наса-дочной колонны, на котором происходит изменение состава, соответствующее одной ступени диаграммы Мак-Кэба — Тиле, Как следует из изложенного выше, при увеличении числа тарелок концентрация низкокипящей фракции в жидкости приближается к 1007о. но некоторые бинарные смеси отличаются тем, что содержание дистиллата достигает заданной величины меньше 100%, которая не может быть превышена при ректификации даже в случае бесконечно большого числа тарелок. Такие смеси называются азеотропными. Они отличаются тем, что кривая Х = Х ) пересекает диагональ диаграммы равновесия, где кривая равновесия проходит через точку [c.456]

В связи с изменением теплоты испарения по высоте колонны рабочие линии должны были иметь криволинейный характер. Чтобы упростить расчеты процесса ректификации, эти линии проводят в виде прямых. Очень важно, чтобы рабочие линии правильно отражали действительные соотношения между жидкостью и паром в тех местах, где они наиболее близко подходят к кривой равновесия. Такими точками являются полюсы и точки, соответствующие месту ввода смеси в колонну. Точку пересечения рабочей линии с диагональю Диаграммы х—у будем называть полюсом (для НК 111,1 = Уш, 1=- -1) по аналогии с соответствующей точкой на диаграмме х—I. [c.78]

Малое влияние неполного перемешивания жидкости на распределение компонентов смеси кислород—аргон—азот (рис. 25) объясняется указанным сравнительно небольшим различием гпг для кислорода и аргона. Наблюдающееся небольшое отклонение от теоретической линии ректификации для укрепляющей секции колонны незначительно скажется (- 0,1 мол. %) на положении псевдобинарной кривой в диаграмме х—у для кислорода, а следовательно, и на разности равновесных и рабочих концентраций. [c.109]

Влияние аргона на процесс ректификации воздуха особенно сильно зависит от концентрации получаемого кислорода (см. рис. 40 и табл. 20). При Ук1>97- 96%, вследствие значительного содержания аргона на тарелках, концентрационные градиенты в ВК значительно меньше, чем они могли бы быть при ректификации бинарной смеси кислород — азот. Наиболее резкое сокращение концентрационных градиентов происходит на участке от места, которому соответствует точка пересечения рабочих линий, до места ввода смеси в колонну и на нижнем участке исчерпывающей секции колонны, где происходит процесс разделения смеси кислород — аргон. Так, при 1/к1 = 99,5% Ог ЧТТ в ВК при расчете в диаграмме равновесия для тройной смеси в 2,25 раза больше, чем при расчете в диаграмме равновесия для смеси кислород — азот (табл. 20). Поэтому, как уже отмечалось, при г/к1>97 96% для правильного определения числа тарелок в колонне воздух следует рассматривать как тройную смесь кислорода, аргона и азота. [c.135]

Пусть заданные значения Хд, и нанесены на диаграмму, как показано на рис. 44. Из уравнения рабочей линии (П-8) видно, что с уменьшением флегмового отношения tg а уменьшается и точка с приближается к равновесной кривой. Ректификация возможна только в том [c.72]

Рабочая линия а—с, соответствующая конечной стадии разгонки, пересекает ось ординат в точке 48% (мол.), а вертикальную линию, проведенную через = 81% —в точке Через точку XJ = 0,5% проводят линию, параллельную оси ординат, до пересечения с диагональю в точке е. Соединяют точки иен получают прямую, которая является рабочей линией процесса ректификации для исчерпывающей части колонны. Начиная от точки (1, вычерчивают ступени разделения для укрепляющей части колонны. Эти ступени располагаются между кривой равновесия и рабочей линией 1—й для укрепляющей части колонны достаточно иметь 4 ступени разделения. Затем откладывают ступени разделения от точки (1 вниз и между равновесной кривой и рабочей линией процесса для исчерпывающей части колонны (1 — е получают всего 13 ступеней. Если кривая равновесия построена в мелком масштабе (примерно 25x25 см) или подходит очень близко к диагонали, то рекомендуется участок диаграммы, лежащей между 10 и 0%, отдельно вычертить в большем масштабе, как это показано в левой части рис. 63 такой прием облегчает построение ступеней разделения. [c.105]

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]

Укажем еще на два метода расчета числа теоретических ступеней, которые не зависят от конструктивных особенностей колонны и поэтому могут применяться как для тарельчатых, так и для насадочных колонн, а также для колонн с другими видами насадок. Меркель [167] разработал метод, в соответствии с которым процессы противоточного массообмена представляют в энталь-пийной диаграмме Н—х—г/. По ней находят изменение состава жидкости и пара, их количества, а также подводимую и отводимую теплоту (рис. 80). К сожалению, получено незначительное число энтальпийных диаграмм, и применение этого метода ограничивается небольшим числом смесей. Некоторые сведения по этому методу можно найти в литературе [73, 75, 103]. Биттер [261 ] дал сводку различных приемов вычислений для определения числа теоретических ступеней разделения при ректификации бинарных смесей эти приемы основаны только на уравнениях рабочих линий и служат основой для графических методов решения с применением энтальпийной диаграммы. [c.126]

Все условия ректификации, за исключением флегмового числа, остаются при этом одинаковыми. При построении стуненей разделения на диаграмме Мак-Кэба и Тиле в этом случае рабочую линию не используют, а ступени проводят между диагональю и кривой равновесия (г =оо). [c.171]

Фиг. 21. Рабочие линии процесса периодической ректификации с постоянным флегмовым числом на X — К-диаграмме.

Перейдем к вопросу об определении возможных составов дистиллятов в реальных системах в случае идеальной периодической ректификации. Поскольку ректификация, например, на тарельчатых аппаратах технологически оформляет многократные фазовые превращения жидкость — пар, то для решения указанного вопроса целесообразно использовать диаграммы с-линий или качественно эквивалентные им диаграммы дистилляционных линий. Возможность подобного подхода связана с тем, что при достаточно больших флегмовых числах, согласно обычному рассмотрению уравнений рабочих линий [113], изменение состава жидкости от тарелки к тарелке должно происходить вдоль линии сопряженных нод, т. е. вдоль с-линии. Таким образом, если построить хотя бы качественную диаграмму с-линий, то по ней можно определить составы дистиллята для того или иного состава куба, находя на диаграмме точку, к которой с ростом кратности отображения примыкает с-линия, проходящая через точку состава кубовой жидкости. [c.170]

Числа тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны при рабочих флегмовых числах могут быть найдены с помощью известных методов, применяемых для расчета процессов обычной ректификации бинарных смесей. В работах по экстрактивной ректификации чаще всего используется графический метод Мак-Кэба и Тиле, заключающийся в ступенчатом построении между кривой равновесия и рабочими линиями в диаграмме у—х [20, 21, 24, 325]. Для этой цели могут использоваться также аналитические методы, например метод Гельперина [11]. [c.295]

Процесс ректификации в колонне технического кислорода 15 рассчитываем как процесс разделения бинарной смеси кислород—аргон. Расчет ведем по диаграмме х—у (рис. 202). Уравнение рабочей линии y=xK.flKT — (Kf K/ — [c.246]

ЧТТ можно определить в диаграмме х—I. В этом случае точки, соответствующие жидкости, стекающей с тарелки, и пару, поднимающемуся с тарелки, расположены на одной изотерме (конноде, см. рис. 12), а точки, соответствующие жидкости, стекающей с тарелки, и пару, поднимающемуся с нил ележащей тарелки, лежат на луче, проведенном из полюса. Однако более просто ЧТТ определять в диаграмме х — у, в особенности при ректификации тройной смеси. В диаграмме X — у зависимость между составом жидкости, стекающей с тарелки, и составом пара, поднимающегося с этой тарелки, выражается при принятых допущениях кривой равновесия, а зависимость между составом жидкости, стекающей с тарелки, и составом пара, поднимающимся с нижележащей тарелки, — рабочей линией. Рабочую линию, выражаемую уравнением (88), в диаграмме х — у получаем переносом соотношений с диаграммы х—I. [c.78]

Нижняя колонна. Линии ректификации, которые являются типичными для НК, состоящей только из укрепляющей секции (см. рис. 13) изображены на рис. 29. Для режимов с конечным флегмовым числом по мере увеличения содержания кислорода содержание аргона на тарелках НК вначале возрастает, достигая максимума, а затем уменьшается. Такой характер линий ректификации объясняется изменением соотношения между содержанием аргона в жидкости и равновесном паре при изменении состава смеси кислород — аргон — азот. При малом содержании кислорода равновесные кривые при г/1 = onst в диаграмме —уг проходят по левую сторону от рабочей линии, т. е. в жидкости, стекающей с данной тарелки, будет содержаться больше аргона, чем в жидкости, стекающей с вышележащей тарелки (см, рис. 15). На этом участке колонны по мере увеличения содерл ания кислорода увеличивается и содержание аргона на тарелках. При большом содержании кислорода равновесные кривые при yi = onst и псевдобинарная кривая в диаграмме х%—пересекают рабочую линию, а содержание аргона на тарелках достигает максимального значения. Затем с увеличением содержания кислорода, кривые равновесия проходят по правую сторону от рабочей линии, а содержание аргона на тарелках уменьшается. [c.129]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология