Равновесия линии, процесс перегонки

Таким образом, по мере " протекания процесса перегонки имеет место постепенное уменьшение состава жидкости в кубе до величины х , и параллельно с этим возрастание флегмового числа от Л/- в начале до Ни, в конце перегонки. Положение рабочей линии в любой момент перегонки определяется ординатами у, соответствующими определенным значениям х, и, следовательно, точка пересечения рабочей линии с кривой равновесия в процессе перегонки непрерывно перемещается по кривой равновесия сверху вниз. [c.492]

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]

Процесс однократного испарения (однократной конденсации) осуществляется при постоянном общем составе. Если жидкую смесь (точка I иа рис. 97, с. 284) подвергнуть изобарному нагреванию, то при достижении температуры кипения (точка х- ) и последующем подводе 6Q теплоты появится первый пузырек пара (состава У ), более богатый легколетучим компонентом, чем первоначально взятая жидкость. В результате жидкость обогатится высококипя-щим компонентом, что вызовет увеличение его содержания в последующих порциях пара и повышение температуры кипения (исходная точка переместится вверх по кривой кипения). Так как процесс происходит без отвода пара, то отношение количества пара к количеству жидкости непрерывно увеличивается. Если бы подвод тепла продолжался до полного испарения жидкости, то пар, образовавшийся из последней капельки жидкости, имел бы состав (точка г/а), совпадающий с составом первоначально взятой жидкости, а микроскопический остаток жидкости, переходящий в паровую фазу, имел бы состав Хг. [Процесс однократной конденсации схематически показан также на рис. 97 (у — / ).] Плечи рычагов, соответствующие жидким фазам, изображены сплошными линиями, а отвечающие паровым фазам — пунктирными. Из схем видно, каким образом изменяются с изменением температуры состав фаз и соотношение между ними (правило рычага). Разделение компонентов раствора путем однократного испарения или перегонки в равновесии отличается простотой и особенно удобно в тех случаях, когда температуры кипения чистых веществ резко различны или же когда требуется лишь обогащение смеси одним из компонентов. На практике обычно ограничиваются испарением части жидкости [c.293]

Как отмечалось выше, направление процесса, его движущая сила зависят от соотношения рабочих и равновесных концентраций. Построения линий равновесных и рабочих концентраций рассмотрены в гл. 2 и 3. В каждой из последующих глав, посвященных тому или иному конкретному процессу массопереноса (абсорбция, перегонка и др.), будет рассмотрены условия равновесия системы и материальные балансы этих процессов, на основе которых получают уравнения линий рабочих концентраций. [c.10]

Следовательно, для построения точки В надо из точки А провести горизонтальную линию до пересечения с диагональю, а через полученную на диагонали точку провести прямую под углом к оси абсцисс, тангенс которого равен Я. Точка пересечения этой прямой с линией равновесия и будет искомой точкой В, ордината которой равна составу пара после дефлегматора у. Делая такое построение для различных значений х, вычисляют 1/(у — х) для этих значений, после чего графически определяют интеграл в правой части уравнения ( 12.69). Перегонка в токе водяного пара. Перегонку в токе водяного пара применяют с целью извлечения компонентов из смесей, компоненты которых имеют очень малую летучесть. В этих процессах отгоняемый компонент получают обычно в виде смеси с водой при температуре кипения, в условиях атмосферного давления меньшей, чем температура кипения воды. [c.290]

Точное интегрирование этого уравнения сложно, так как обычно по ходу процесса изменяется не только состав раствора, но и температура перегонки. Если имеется достаточное количество данных по равновесию, можно вычертить кривые упругости пара над растворами с разными концентрациями X. Зная теплосодержание подведенного пара, найдем графически (рис. 12-43) точки пересечения линии, параллельной прямой теплосодержания водяного пара, с кривыми теплосодержания пара над раствором при разных концентрациях л . Точки пересечения определяют зависимость между составом жидкости в кубе и температурой. Затем по данным равновесия определим парциальные давления над растворами при идентичных температурах и, таким образом, подойдем к зависимости между р и X. Пользуясь зависимостью между р и х, можно проинтегрировать уравнение (12-178) и получить расход водяного пара при изменении концентрации раствора от Хо до х. Иногда в таком процессе температура перегонки поддерживается на постоянном уровне путем регулирования дополнительного обогревания куба. Если система следует закону Рауля, зависимость между рях выражается уравнением [c.642]

На фазовой диаграмме у—х (рис. ХП-3) наносится линия равновесия, выражающая в данном случае зависимость между равновесными составами (по низкокипящему компоненту) жидкой (Ха) и паровой (ул) фаз. Процессы перегонки осуществляют обычно при постоянном внешнем давлении. Поэтому диаграмма строится при Р = onst, т. е. для переменных температур кипения, изменяющихся в зависимости от изменения состава жидкой смеси. [c.474]

Анализ процессов адсорбции с неподвижным или движущимся адсорбентом упрощается, если течение происходит настолько медленно, что во всех точках колонны достигается равновесие. Это, нообщс говоря, невозможно в дифференциальных процессах разделения, например при экстракции в системе жидкость — жидкость, абсорбции или перегонке. Когда скорость течения очень мала, наиболее эффективными оказываются адсорбционные методы, а эти методы становятся неэффективными. Интересно, что при проведении процесса в равновесных условиях рабочая линия совпадает с кривой равновесия. [c.154]

Зная состав выделяющегося пара, можно вычислить дистилляционную линию. Для этого необходимо уравнение дистилляционной линии, полученное в предположении, что процесс идет очень медленно и состояние равновесия между фазами практически не нарушается. Процесс открытого испарения не может протекать изотермо-изобарически, так как в ходе его изменяются концентрации всех трех компонентов, две из которых меняются независимо, на что расходуются две степени свободы. Следовательно, произвольно задать постоянными и Т, и р одновременно невозможно. Обычно рассматривают дистил-ляционные линии при закрепленном давлении, что соответствует обычным условиям проведения перегонки. Если из Ф > + моль 1-й фазы, состав которой характеризуется мол. долями х[, л , x , образовались моль 1-й фазы, но с новым составом и моль 2-й фазы состава [c.323]

Наиболее распространенным в настоящее время методом расчета ректификационных колонн является метод расчета при помощи диаграммы равновесия. Этот метод, первоначально предложенный Кэбом и Тиле, употребляется в различных модификациях. Метод основан на построении в диаграмме равновесия так называемых рабочих или оперативных линий колонны, уравнения которых связывают между собой составы пара и жидкости в любом сечении колонны между ее тарелками, состав дистиллята, состав остатка и флегмовое число. Вывод уравнений этих линий основывается на рассмотрении материального баланса ректификационного процесса. Рассмотрим тарелочный аппарат непрерывного действия, состоящий из двух колонн колонны обогащения (укрепления) и колонны истощения (фиг. 46). Питание М поступает в жидком виде и содержит мол. н. к. Флегма /, образуемая в дефлегматоре, стекает на верхнюю тарелку колонны. Пары, образующие дестиллят D, из дефлегматора поступают в холодильник и удаляются в качестве продукта. Колонна обогревается через поверхность нагрева паром Р, конденсат которого отводится из колонны непрерывно. Так же непрерывно отводится остаток от перегонки / , содержащий Xjf o мол. н. к. Дистиллят содержит Xd% мол. н. к. [c.53]

По уравнению (IV. 48) можно определить относительный расход водяного пара на перегонку, однако при условии, что образующаяся в процессе паровая фаза находится в равновесии с жидкостью. Легко заметить из уравнения (IV. 48), что относительный расход водяного пара растет с увеличением давления рис уменьшением температуры процесса и молекулярного веса Ма отгоняемого вещества. Расход насыщенного водяного пара, определяемый по уравнению (IV.48), относится исключите льно к его количеству, необходимому для обеспечения суммарной упругости паров системы, отвечающей данной температуре. Если задано давление р, под которым должна вестись перегонка компонента а, то для нахождения температуры / процесса удобнее всего прибегнуть к простому графическому приему, показанному на фиг. 49. Нанеся кривую упругости перегоняемого вещества и построив при помощи таблиц свойств насыщенного водяного пара по точкам кривую р — р , можно найти температуру равновесия системы как абсциссу точки пересечения этих кривых. На фиг. 49 показан такой расчет для двух веществ — бензола и толуола — при условии, что внешнее давление равно 760 мм рт. ст. Линия / —р/ = 760 — р пересекает кривые упругости бензола и толуола в точках М и М, абсциссы которых = 69° и / = = 84,5° определяют температуры, при которых упругость насыщенных паров этих веществ будет равна 760 — р или, иначе говоря, в сумме с р станет равной внешнему давлению р=7б0 мм рт. ст. Следует обратить внимание на снижение температур кипения, вызванное присутствием насыщенного водяного пара. Так, для бензола температура кипения понижается на 1Г, а для толуола на 26°. Из фиг. 49 легко видеть, что верхним пределом температуры перегонки с насыщенным водяным паром будет точка кипения воды при данном давлении р. Теперь рассмотрим систему, состоящую из двух компонентов ДИШ, удовлетворяющих условию полной взаимной растворимости, но не растворимых с водой. В условиях равновесной перегонки с насыщенным водяным паром такая система будет обладать согласно правилу фаз уже двумя степенями [c.173]

Процесс построения ступенек для обычной диаграммы равновесия основан на следующих рассуждениях (рис. 9). Если найдено, что состав жидкости в кубе отвечает то пар, поступающий в нижнюю часть колонки, будет иметь состав, отвечающий у.. Если бы весь этот пар был сконденсирован, т. е. была бы осуществлена однократная простая идеальная перегонка, то дестиллят тоже имел бы состав, отвечающий у . Теперь следует эту величину отложить на координате составов жидкости. Для этого от точки к проведем горизонтальную линию до пересечения с диагональю графика и затем продолжим ее под прямым углом вниз до точки с абсциссой л 1,равной у . Жидкость в нижней части колонны будет находиться в равновесии с паром состава у , если этот пар сконденсировать, он даст жидкость состава х . Точку х найдем на диаграмме точно так же, как и х- . Процесс построения повторяется столько раз, сколько это необходимо для того, чтобы достичь точки у , отвечающей составу дестиллята такой степени чистоты или более чистого, чем дестиллят г/ , фактически полученный при испытании колонны. Нет необходимости, конечно, сохранять все вспомогательные точки г/,, и т. д., так как построение (или даже мысленное построение) точек к, ку, к и т. д. даст желаемый конечный результат. В приведенном примере эффективность перегонного прибора эквивалентна величине, лежащей между четырьмя и пятью теоретическими тарелками. Это значит, что п=4, так как необходимы четыре ступеньки, чтобы перейти от состава жидкости в кубе к составу дестиллята. Так как первая ступенька — результат перехода от состава жидкости куба к составу жидкости в нижней части колонки, то последняя сама по себе эквивалентна лишь трем теоретическим тарелкам. [c.36]

Линии Л, ВС vlEF—изотермы или равновесные соединительные линии, связывающие составы двух насыщенных фаз, находящихся в равновесии. Они очень полезны при установлении возможных пределов, в которых могут изменяться определенные составы. Так, для заданных питания и кубового остатка состав пара должен лежать где-нибудь между С и F, причем первый предел соответствует равновесию между паром и кубовым остатком, а второй — равновесию между паром и питанием. При однократной перегонке обычно принимается, что кубовый остаток и пар находятся в равновесии построение, показанное на рис. 172, основано на этом допущении. Если точка С находится справа от F, то можно сразу сказать, что представленный процесс неосуществим. Максимально возможный предел извлечения менее летучего компонента из питания дается точкой J, поскольку она обозначает состояние жидкости, находящейся в равновесии с полностью испарившимся питанием. [c.715]

Если жидкую смесь (точка / на рис. 83, стр. 298) подвергнуть изобарному нагреванию, то при достижении температуры кипения (точка х ) появится первый пузырек пара (состава у ), более богатый легколету-чим компонентом, чем первоначально взятая жидкость. Вследствие этого жидкость обогатится высококипящим компонентом, что вызовет увеличение содерл<ания высококипящего компонента в последующих порциях пара и повышение температуры кипения жидкости (исходная точка переместится вверх по кривой кипения). Рассматриваемый процесс происходит без отвода пара, т. е. при постоянном общем составе. Поэтому отношение количества пара к количеству жидкости будет непрерывно увеличиваться. Пар, образующийся из последней капельки жидкости, имеет состав, совпадающий с составом первоначально взятой жидкости (точка у у, микроскопический остаток жидкости, переходящий в паровую фазу, имеет состав х . Процесс однократного испарения, а также однократной конденсации, схематически показан на рис. 83 (соответственно / — v а — I ). Плечи рычагов, соответствующие жидким фазам, изображены сплошными линиями, а паровым фазам — пунктирными. Из рис. 83 видно, каким образом меняется с температурой состав фаз и соотношение между ними (правило рычага). Рассмотренный процесс называется однократным испарением (перегонкой в равновесии)-, он отличается простотой и особенно удобен в тех случаях, когда температуры кипения чистых веществ резко отличаются друг от друга или же когда требуется грубое разделение, т. е. лишь обогащение смеси одним из [c.307]

По уравнению (IV. 48) можно определить относительный расход водяного пара на перегонку, однако при условии, что образующаяся в процессе паровая фаза находится в равновесии с жидкостью. Легко заметить из уравнения (IV. 48), что относительный расход водяного пара растет с увеличением давления рис уменьшением температуры процесса и молекулярного веса Ма отгоняемого вещесгва. Расход насыщенного водяного пара, определяемый по уравнению (IV. 48), относится исключительно к его количеству, необходимому для обеспечения суммарной упругости паров снстемы, отвечающей данной температуре. Если задано давление р, под коюрым должна вестись перегонка компонента а, то для нахождения температуры t процесса удобнее всего прибегнуть к простому графическому приему, ьоказанному на фиг. 49. Нанеся кривую упругости перегоняемого вещества и построив при помощи таблиц свойств насыщенного водяного пара по точкам кривую р — р , можно найти температуру равновесия системы как абсциссу точки пересечения этих кривых. На фиг. 49 показан такой расчет для двух веществ — бензола и толуола — при условии, что внешнее давление равно 760 мм рт. сг. Линия = — р пересекает кривые упругости бензола [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология