Рабочие линии процесса ректификации в у—.-диаграмме

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]

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

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]

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

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]

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

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

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

Дальнейшее приближение рабочих линий к кривой равновесия может быть достигнуто за счет увеличения числа вводов в верхнюю колонну с включением в схему дополнительных ректификационных колонн или за счет применения специальных ректификационных устройств, в которых подвод и отвод тепла происходят непосредственно в процессе массообмена между жидкостью и паром. В последнем случае рабочие линии в диаграмме х — у носят криволинейный характер. Однако, как видно из фиг. 33, от дальнейших изломов или искривлений рабочих линий нельзя ожидать сколько-нибудь существенного эффекта следовательно, рассмотренными схемами по существу исчерпываются возможности повышения эффективности процесса ректификации в верхней колонне. [c.122]

Расчет процесса ректификации бинарной смеси кислород — азот, который может быть применен в случае получения кислорода с содержанием менее 96% Оа, может рассматриваться как частный случай расчета процесса ректификации тройной смеси при у = 0% Аг. При этом рабочие линии наносят только на диаграмму х — у для кислорода число теоретических тарелок определяют в этой же диаграмме с использованием кривой равновесия при г/а = 0% Аг, т. е. для смеси кислород—азот. [c.128]

Если при расчете процесса ректификации воздух рассматривается как бинарная смесь кислорода и азота, то определение числа теоретических тарелок производится по диаграмме л —у для кислорода с использованием кривой равновесия у = О (фиг. 44). Кроме того, кубовая жидкость вводится в месте, которому на диаграмме х — у соответствует точка пересечения рабочих линий. Концентрационные напоры в колонне, т. е. расстояния между рабочей линией и кривой равновесия на диаграмме л — у, получаются в этом случае значительно большими, чем в случае рассмотрения воздуха как тройной смеси. [c.143]

Результаты поверочного расчета процесса ректификации в верхней колонне по данным испытаний представлены на фиг. 62, на которую нанесены рабочие линии и кривые равновесия в диаграммах х — у для кислорода и аргона. Вследствие малого флегмового числа в части I верхней [c.263]

Если при расчете процесса ректификации воздух рассматривается как бинарная смесь кислорода и азота, то число теоретических тарелок определяется по диаграмме х—у для кислорода с использованием кривой равновесия г/2 = О (рис. 41). Кроме того, кубовая жидкость вводится в месте, которому на диаграмме х—у соответствует точка пересечения рабочих линий. Концентрационные напоры в колонне, т. е., расстояния между рабочей линией и кривой равновесия на диаграмме х—у, получаются в этом случае значительно большими, чем в случае рассмотрения воздуха как тройной смеси. При ректификации тройной смеси вследствие накопления аргона на тарелках колонны наиболее резкое сокращение концентрационных напоров в верхней колонне 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. [c.143]

На рис. 48 изображены рабочие и равновесные линии в диаграммах х—у для верхней колонны установки без извлечения аргона, а на рис. 49 — те же линии для верхней колонны установки с извлечением аргона. Графики построены по результатам расчета процесса ректификации тройной смеси [c.235]

Результаты поверочного расчета процесса ректификации в верхней колонне, по данным испытаний, приведены на рис. 57, на котором нанесены рабочие линии и кривые равновесия в диаграммах л —у для кислорода и аргона. Вследствие малого флегмового числа в секции / верхней колонны (работая линия в диаграмме х—у для аргона имеет меньший наклон к оси х, чем кривая равновесия) в отходящем азоте даже при очень большом числе тарелок Должно содержаться значительное количество аргона. Малое флегмовое [c.253]

Предельные количества экстрагента. Из треугольной диаграммы (рис. 121) видно, что если при продолжении хорды равновесия она пройдет через рабочую точку О, последовательное определение числа ступеней методом расчета от ступени к ступени окажется невозможным. Даже для того, чтобы достичь в процессе экстракции извлечения, соответствующего данной хорде, потребовалось бы бесконечное число ступеней разделения, что отвечает ректификации с бесконечно малым флегмо-вым числом. Поэтому в реальных условиях линия 5 не должна совпадать с хордой равновесия, иначе на конце установки, соответствующем входу экстрагента, движущая сила процесса может оказаться равной нулю. Чем дальше отстоит точка О от точки Яп, тем большее количество экстрагента необходимо для проведения процесса. Соответственно для определения минимального количества экстрагента можно применить следующий графический способ (см. рис. 122). [c.257]

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]

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

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]

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]

Расчеты процесса ректификации зачастую (при l/f< 96% Ог) можно производить по диаграмме равновесия бинарной смеси кислород—азот, а ввод кубовой жидкости осуществлять в сечение, соответствующее точке пересечения линий рабочих концентраций, т. е. 31начительно выше (где = 40% Оа). [c.30]

На рис. 13 представлены результаты поверочного расчета процесса ректификации в верхней колонне стендовой установки [38]. Расположение рабочих линий и кривых рав1Новесия в диаграммах у—X для кислорода и аргона показывает, насколько флегмовое число в / и // частях верхней колонны близко к минимальному. Например, рабочая линия в диаграмме у2—Для аргона имеет меньший угол наклона к оси х, чем кривая равновесия. В связи с последним обстоятельством даже при значительном числе тарелок концентрация аргона в отходящем азоте будет значительной. Кроме того, как видно из первой части рисунка, из-за малого флегмового числа в V части колонны невозможно получить аргонную фракцию с большим содержанием аргона, хотя значительные примеси его в отходящем азоте и получаемом кислороде создают предпосылки к его накоплению. [c.37]

Особенно важно при этом по возможности точнее определить флегмовые отношения для тех участков, где рабочие линии наиболее близко подходят к равновесным кривым. Такими участками в верхней колонне являются средняя часть (в районе мест ввода потоков и I)) и самая нижняя часть отгонной секции (см., например, рис. 13). В то же время в статье Г. Б. Нарин- ского показано, что метод учета изменения теплоты испарения смесей по высоте колонны не очень сильно влияет на ход линий ректификации и требуемое число тарелок. Наиболее близкими являются способ расчета в пространственной х—I диаграмме смеси кислород—аргон—азот (если поверхности пара и жидкости считать плоскостями) и способ переноса точек из х—I диаграммы смеси кислород—азот для каждой теоретической тарелки, исходя из содержания азота в смеси. Этот вариант неприемлем ввиду его сложности. Для практических расчетов рекомендуется такой вариант, когда построение рабочих линий производится путем переноса точек из х—/ диаграммы для смеси кислород—азот по содержанию кислорода в смеси. При этом флегмовые отношения для смесей нижней части колонны берутся по точке, соответствующей получаемому кислороду, а для остальных сечений колонны — по точке пересечения рабочих линий. Несколько точнее определяется число тарелок, если учесть изменения флегмовых отношений от точки пересечения рабочих линий до места ввода кубовой жидкости (особенно при низких значениях коэффициента извлечения аргона). Обычно расчет процесса ректификации тройной смеси кислород—аргон—азот производится по диаграмме равновесия, состоящей из диаграммы у—х для кислорода и аргона. [c.50]

Как видно из диаграммы, для расчета процесса ректификации в нижней колонне (см. фиг. 38), при малых содержаниях кислорода равновесные кривые Ух == onst в диаграмме х — у для аргона расположены слева от рабочей линии, т. е. в равновесной жидкости, стекающей с данной тарелки, будет содержаться больше аргона, чем в жидкости, стекающей с вышележащей тарелки. На этом участке колонны по мере увеличения содержания кислорода увеличивается и содержание аргона на тарелках. При больших содержаниях кислорода равновесные кривые пересекают рабочую линию, а содержание аргона на тарелках достигает максимального значения. Затем, с дальнейшим увеличением содержания кислорода, кривые равновесия проходят по правую сторону от рабочей линии и содержание аргона на тарелках уменьшается. На самой нижней тарелке содержание аргона в жидкости должно быть, естественно, равно содержанию аргона в кубовой жидкости, определенному по материальному балансу. [c.137]

Известно несколько методов расчета числа теоретических тарелок для процесса ректификации м ногокомпопентных смесей. Среди них наиболее простым и ясным является графический метод Льюиса [15а]. По этому методу для каждого компонента вычерчивается отдельная диаграмма в координатной системе х — у (рис. 13-54). На каждую из этих диаграмм наносятся рабочие линии соответствующего компонента, отвечающие уравнениям (13-147) и (13-150), для верхней и нижней частей колонны. В зависимости от содержания компонента в дистиллате и в исчерпанной жидкости взаимное расположение обеих рабочих линий на [c.714]

Это уравнение рабочей линии для верхней части колонны, дающее зависимости между составами жидкости х и пара Уп+и а также между тарелками п-й и (п- -1)-й. С уравнением этого типа мы позна- комились при рассмотрении процесса обычной ректификации. Пользуясь тепловой диаграммой I — х, можем определить ход рабочей линии для верхней части колонны, выражая при этом концентрации на диаграмме (рис. 13-59), только относительно компонентов Л и В (т. е. без разделяющего компонента). При постоянной флегме рабочая линия — прямая, и мы вычертим ее тем же способом, как и для обычной ректификации, если установлено количество флегмы из дефлегматора. [c.728]

Поэтому достаточно, пользуясь ранее описанным методом, наиги положение рабочей точки О и провести нз нее пучок произвольных лучей, пересекающих кривую равновесия в треугольнике. Каждый луч дает две точки пересечения с кривой. Определив по ним концентрации экстрагируемого компонента, перенесем их на диаграмму х—г/ и получим одну точку (рис. 15-29). Эта операция повторяется для ряда лучей, в результате чего на диаграмме х—у появляются точки, соединив которые получим кривую зависимости друг от друга составов обеих фаз (экстракта и рафината) между ступенями экстрагирования. Эта кривая является рабочей линией, аналогично рабочей линии для процесса ректификации. [c.804]