Траектории ректификации

Направления изменения состава бинарных систем на ребрах тетраэдра указывают на компонент с меньшей летучестью в данной паре компонентов. На рис. 4.3 приближенно показана траектория ректификации в данной системе — линия, представляющая собой геометрическое место точек, соответст- [c.115]

Взаимное расположение равновесной ноды жидкость — пар и траекторий ректификации, соответствующих уравнению (VI, 15), приведено на рис. VI, 2, а. На рис. VI, 2, б представлен случай, когда сопротивление распределено между фазами, т. е. и Р" конечны. Если сопротивление сосредоточено в жидкой фазе (рис. VI,2,в), то р" = оо, а у — у,-= О и уравнения траекторий (VI, 6), (VI, ) принимают вид [c.136]

Случай такого совпадения, порождающий образование особых точек для траекторий ректификации как паровой фазы, так и жидкой, изображен на рис. VI, 3. Характерно, что обе сопряженные особые точки рассматриваемого класса сдвинуты относительно друг друга на длину ноды жидкость — пар, чего не наблюдалось для систем равновесного испарения. Отметим, что частным случаем такого расположения ноды является режим минимального орощения, соответствующий появлению зон постоянного состава в средних частях ректификационной колонны. [c.138]

Траектории ректификации, относящиеся к паровой и жидкой фазам, как следует из условий сопряженности, имеют одни и те же особые точки. Используем в дальнейшем для исследования систему (VI,12), предварительно представив ее в форме [c.138]

ДИАГРАММЫ ТРАЕКТОРИЙ РЕКТИФИКАЦИИ [c.142]

Особыми точками систем уравнений ( 1,38) и ( 1,39) будут только те точки, которые соответствуют азеотропам и чистым компонентам К = , XI 6). Таким образом, особые точки траекторий ректификации при бесконечном флегмовом числе совпадают с особыми точками системы открытого испарения и равновесной конденсации. В связи с этим диаграммы рассматриваемых процессов качественно аналогичны. [c.142]

Рис. VI, 4. Взаимное расположение ноды Жидкость — пар и траекторий ректификации при бесконечном флегмовом числе для различных случаев распределения сопротивления массопереносу

Рис. VI, 5. Диаграмма траекторий ректификации при бесконечном орошении (а) и распределение зон постоянного состава в ректификационном аппарате (б).

Таким образом, траектории равновесного испарения и равновесной конденсации могут рассматриваться как предельные траектории ректификации при бесконечном флегмовом числе в аппаратах идеального вытеснения. [c.144]

Ранее рассмотрены различные типы диаграмм равновесного испарения. Совершенно очевидно, что, приведенная на стр. 95 классификация применима и для диаграмм ректификации при бесконечном орошении. Любой тип диаграмм равновесной дистилляции будет в то же время качественным образом диаграммы ректификации при бесконечном флегмовом числе. Однако, не отличаясь друг от друга качественно, рассматриваемые диаграммы отражают различные процессы. Траектория ректификации является, по существу, линией распределения компонентов по высоте ректификационного аппарата, т. е. все составы, характерные для данного режима, представлены одновременно в исследуемом процессе. Траектория дистилляции есть линия, соответствующая набору составов кубовой жидкости, причем в каждый момент времени для процесса характерен один Состав, затем следует другой и т. д. Последнее и вносит некоторые различия в понятия траектории ректификации и дистилляции. [c.144]

Таким образом, траектория ректификации при бесконечном флегмовом числе может последовательно проходить несколько особых точек типа седло, наличие которых соответствует зонам постоянного состава. При большом, но конечном флегмовом числе и высокой эффективности аппарата зонам постоянного состава соответствуют зоны почти постоянного состава. Наличие таких зон позволяет организовывать промежуточный отбор фракций, в которых содержание целевых компонентов достигает максимальной величины. [c.145]

Если при бесконечном флегмовом числе диаграммы траекторий ректификации качественно идентичны диаграммам равновесного испарения, то при переходе к конечному флегмовому числу картина изменяется. Ранее показано, что каждой секции колонны в зависимости от величины т, определенной уравнениями (VI, ) и (VI, 2), соответствует своя динамическая система сопряженных траекторий паровой и жидкой фаз. Например, для укрепляющей части колонны (т < 1), где величина определяется уравнением о, = т -(- (1 — т) XiD Xi), систему дифференциальных уравнений (VI, 10) можно привести к виду [c.145]

Интересно, например, расположение пучков траекторий ректификации при различном числе нулевых концентраций в конечных фракциях. Как видно из рис. VI, 6, каждая динамическая система в зависимости от числа нулевых концентраций в конечных фракциях ректификации имеет свойственную ей структуру, сохраняя в общем структуру системы открытого испарения. Однако идентичные по типу особые точки оказываются смещенными по сравнению с последней, причем часть этих точек расположена вне треугольника Гиббса. [c.147]

Напомним, что для зеотропных смесей с любым числом компонентов диаграмма траекторий ректификации, аналогичная диаграмме открытого испарения, при бесконечном флегмовом числе имеет всего две узловые особые точки. Одна из них соответствует легколетучему компоненту, другая — тяжелолетучему, причем эти-точки являются опорными точками одного и только одного пучка траекторий, полностью покрывающего концентрационный симплекс. Остальным компонентам отвечают седла различного порядка. [c.149]

При переходе к азеотропным смесям диаграмма траекторий ректификации при бесконечном флегмовом числе распадается, как правило, на несколько пучков и имеет более двух узловых точек. [c.149]

В роли таких опорных точек пучков здесь могут уже выступать не только чистые компоненты, но и азеотропы. В связи с этим первым заданным разделением будем называть в дальнейшем такое разделение, которому соответствует дистиллят с наинизшей температурой кипения, по сравнению с другими дистиллятами, возможными для исходной смеси заданного состава. Вторым заданным разделением будет, очевидно, такое, которому соответствует кубовый продукт, имеющий наивысшую температуру кипения, по сравнению с другими, возможными для исходной смеси заданного состава, кубовыми продуктами. Нетрудно убедиться, что составы фракций, соответствующих первому и второму заданным разделениям, соответствуют узловым точкам диаграммы траекторий ректификации при флегмовом числе, равном бесконечности. [c.149]

Учитывая ранее установленную однотипность диаграмм открытого испарения, равновесной конденсации и ректификации при бесконечном флегмовом числе, любую из них можно использовать для приближенной качественной оценки предельно возможных составов дистиллята и кубового продукта [29, 91, 94, 99]. При этом предполагается, что линия общего материального баланса является в рассматриваемом случае хордой, стягивающей траекторию ректификации при бесконечном орошении, т. е. имеет с последней, по крайней мере, две общие точки, соответствующие составам дистиллята и кубового продукта. [c.149]

Условия стягивания предусматривают, что стягиваемая траектория ректификации не должна содержать ни одной внутренней особой точки, кроме конечных точек траекторий ректификации и [c.149]

Рис. VI, . Различные случаи стягивания линией материального баланса траекторий ректификации при бесконечном флегмовом числе.

Существенным является тот факт, что составы дистиллята и кубового продукта в общем случае, в отличие от зеотропных смесей, предопределяются структурными особенностями диаграммы траекторий ректификации в целом и конфигурацией пучка этих траекторий в частности. Последние, в свою очередь, зависят от физико-химической природы разделяемой смеси и связаны с ее диаграммой состояния. [c.150]

Первую группу составляют области, принадлежащие одному и тому же пучку траекторий ректификации при бесконечном флегмовом числе. Разделяющие многообразия, которые рассекают пучок траекторий на отдельные области, принадлежащие первой группе, являются линейными, т. е. некоторыми прямыми, плоскостями или гиперплоскостями, и называются разделяющими многообразиями первого типа. Характерно, что фракции дистиллята или кубового продукта, полученные из исходных смесей, расположенных в разных областях первой группы, при осуществлении первого или второго заданных разделений имеют качественно различные составы. Фигуративные точки этих составов расположены по обе стороны от точки наивысшей или наинизшей температур кипения, через которые проходит разделяющее многообразие первого типа [29]. [c.151]

Вторую группу составляют области, принадлежащие разным пучкам траекторий ректификации при бесконечном флегмовом числе. Разделяющие эти области многообразия второго типа в общем случае криволинейны. [c.151]

Рассмотрим в качестве примера диаграмму 3-компонентной смеси (рис. VI, 8). При бесконечном флегмовом числе диаграмма распадается на два пучка траекторий ректификации (рис. 1,8, а). [c.151]

Для множеств исходных составов типа Ля — АрЦ Ар, которым свойственна четкая совокупность заданных разделений, все термодинамически возможные диаграммы 3-компонентных смесей приведены на рис. VI, 9. Построение диаграмм такого типа может быть осуществлено наложением на диаграммы траекторий открытого испарения или траекторий ректификации при бесконечном флегмовом числе линий материального баланса, которые проходят через фигуративную точку исходной смеси, поступающей на разделение. При этом учитываются правила стягивания, описанные на стр. 149. Заштрихованные области соответствуют пучку линий материального баланса, в фокусе которого расположен состав исходной смеси. Рассматриваемые случаи относятся к предельно четкой ректификации. [c.153]

Рис. VI, 12. Развертка тетраэдра (а) и пучки траекторий ректификации при бесконечном орошении (б)

Рис. VI, 13. Траектория ректификации (показаны пунктиром) при бесконечном флегмовом числе для 4-компонентной смеси (а) и структура разделяющего многообразия (б).

Рис. VI, 25. Изотермо-изобары и ход траекторий ректификации при бес-конечном флегмовом числе, соответствующие различным сочетаниям температурных депрессий

На рис. VII, 8 представлены три рассмотренных выше случая расположения рабочих нод, связывающих составы i/i и Хг, согласно уравнению (VII, 19). Траектория ректификации /, относящаяся к паровой фазе, идет по стороне треугольника Гиббса, которая соответствует бинарной смеси распределяемых между фазами компонентов. Траектория II, относящаяся к жидкой фазе, идет [c.196]

Определим условия реализации особых точек на диаграмме траекторий ректификации с нелетучим агентом при бесконечном орошении. Так как в этом случае г/ = д /(1—х или y = x j[ —x , [c.200]

Рис. VIH, 13. Диаграмма траекторий ректификации при бесконечном орошении (а) и технологические комплексы типа Uq (б) в случае разделения смеси класса И типа 010.

Каждая диаграмма имеет две области ректификации при бесконечном орошении, т. е. покрывается двумя пучками траекторий ректификации. [c.229]

Линия Х2Ху Ху"Ху " характеризует ход изменения состава жидкости от тарелки к тарелке она получила название траектории ректификации. Направление траекторий ректификации зависит от особенностей фазового равновесия разделяемой смеси (расстояния между одноименными изотермами пара и жидкости) и отношения Ь/О. При постоянных по высоте колонны потоках /) и X их отношение может бьггь выражено через флегмовое число К = Ь/П [c.1088]

Л — легколетучие неомыляемые вещества Ж — жирные кислоты С — смоляные кислоты Т — труднолетучне неомыляемые пещеетпа -----траектория ректификации [c.115]

С целью получения дифференциальных уравнений, описывающих траектории ректификации в аппарате идеального вытеснения, введем ряд упрощающих предположений [90]. Прежде всего примем, что в процессе массопереноса все эффекты наложения — как температурные, так и концентрационны е — равны нулю. Следовательно, скорость потока массы компонента через границу раздела фаз пропорциональна движущей силе, обусловленной разностью его концентраций внутри турбулентного ядра потока отдельной фазы и на границе раздела контактирующих фаз. При этом масса турбулентного ядра, по сравнению с массой диффузионного слоя, примыкающего к границе раздела, настолько велика, что состав этого ядра может быть отождествлен с брутто составом потока фазы в целом. На границе раздела фаз имеет место фазовое равновесие. [c.132]

Полученный результат свидетельствует об аналогии между динамическими системами открытого испарения, конденсации и ректификации, Эта аналогия особенно явно проявляется в случае ректификации при бесконечном флегмовом числе. В то же время при конечных флегмовых числах система траекторий ректификации имеет и существенные отличия. Затронутые вопросы более подробно рассмотрены ниже. [c.141]

Необходимо отметить, что именно эти траектории пучка, из которых только одна является реальной, используются последовательно ЭВЦМ при расчете процесса непрерывной ректификации. При этом каждому итерационному циклу соответствует своя траектория и свой состав дистиллята и кубового продукта. В связи с этим исследование пучков траекторий ректификации имеет не [c.147]

В зависимости от выбора состава исходной смеси можно получить различные условия стягивания траекторий линией материального баланса. Допустим, фигуративная точка исходной смеси Р лежит в пределах пучка Лш —4 (рис. 1,14). Тогда возможны два предельных заданных разделения. При первом в дистилляте содержится азеотроп Л123, а в кубовом продукте смесь компонентов 2, 3 и 4, при втором дистиллят Оэ содержит компонент 1, 2 и 3, а кубовый продукт — компонент 4. Между этими двумя крайними заданными разделениями существует бесконечное множество сопряженных составов дистиллята и кубового продукта, лежащих на одних и тех же траекториях ректификации и стянутых линией материального баланса. Каждому заданному разделению будет соответствовать свое распределение компонентов по высоте ректификационного аппарата. Максимальное число зон накопления отдельных компонентов и фракций в разбираемом слу- [c.158]

Необходимо отметить, что траектории процесса экстрактивной ректификации с нелетучим агентом при принятых допущениях являются прямыми линиями только в частном случае тройных по жидкой фазе смесей. Для многокомпонентных смесей сечение Xs — onst будет иметь конфигурацию симплекса размерности п — 2, а диаграмма траекторий при бесконечном флегмовом числе будет качественно соответствовать одной из диаграмм ректификации при R = оо смеси, содержащей п—1 компонентов (см. главу VII). В общем случае траектории ректификации, расположенные в плоскости или гиперплоскости Xs = onst, могут быть криволинейны. Сопряженные им траектории, связанные с паровой фазой, находятся внутри элемента симплекса, соответствующего разделяемой базовой смеси. [c.199]

Вещественность корней уравнения (VII, 31) свидетельствует о том, что особые точки траекторий экстрактивной ректификации с нелетучим агентом будут обобщенным узлом или обобщенным седлом. Так как сечение = onst полного симплекса жидкой фазы для систем с нелетучим агентом 5 является симплексом размерности п — 2, то диаграммы траекторий ректификации в условиях бесконечного орощения (m = m=l) будут иметь особые точки внутри (/г —2)-мерного симплекса и на его границах. Для указанного симплекса, по тем же соображениям, что и в главе IV, можно использовать формулы правила азеотропии, которое в данном случае может быть названо правилом псевдоазеотропии. Характерно, что число типов диаграмм, например, в сечениях тетраэдра будет равно числу типов диаграмм трехкомпонентных смесей, подробно рассмотренных в главе IV. [c.202]

При бесконечном флегмовом числе диаграмма на рис. VIH, 6, б содержит 2 пучка траекторий ректификации. Начальной точкой пучков является азеотроп изомасляный альдегид — вода (12), конечными точками — вершины тетраэдра, соответствующие чистой воде (1) и толуолу (4). Для определенности допустим, что фигуративная точка состава исходной смеси (F) расположена в гомогенной части области ректификации IV. Тогда при использовании различных вариантов заданного разделения смеси возможны три случая (рис. VIII, 7) распределения в тетраэдре балансовых симплексов (в данном случае линии материального баланса). Отметим, что полный балансовый симплекс здесь соответствует тетраэдру 1234, [c.217]

В ряде случаев для разделения многокомпонентных смесей, диаграмма которых содержит несколько пучков траекторий ректификации при бесконечном орошении, могут быть применены технологические комплексы множества iia Так, М. И. Балашовым и А. В. Гришуниным предложены комплексы этого типа для разделения тройных смесей. Один из них представлен на рис. VIII, 14. Он может быть использован при условии, что разделяющая линия второго типа (р) имеет значительную кривизну. Работоспособность комплексов SI3 в этих условиях связана с наличием пересечения областей ректификации, соответствующих первому и второму заданным разделениям (см. главу VI). Напомним, что все колонны комплексов Яз работают при одном и том же давлении. [c.225]

Однако теоретический анализ был посвящен главным образом локальным характеристикам особых точек, а из нелокальных характеристик — общим соотношениям между возможными числами особых точек разного типа (правила азеотропии). Кроме того, были разработаны вычислительные методы для определения расположения в концентрационном симплексе (в основном для трехкомпонентных смесей) некоторых структурных элементов (сингулярных с-линий [13] сингулярных дистилляционный линий 9], хребтовых и лощинных линий на поверхности температура кипения — состав [9, 10]). Взаимному расположению траекторий ректификации и границ областей ректификации посвящены интересные работы [15, 16]. [c.15]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология