Равновесия линия ректификации

Если на кривой равновесия для какой-либо смеси имеется точка перегиба, например для смеси этанол—вода, то число теоретических ступеней разделения определяют методами, описанными в разд. 4.7.1 и 4.7.2. Однако при этом вводятся следующие ограничения, а именно концентрация легколетучего компонента в головном продукте % должна быть меньше концентрации в азеотропной точке, а при определении минимального флегмового числа рабочую линию процесса ректификации для укрепляющей части колонны следует[проводить по касательной к кривой равновесия (рис. 65). Если провести рабочую линию а—с , как обычно, от точки а через точку Ь , то на кривой равновесия получатся три точки пересечения Ь , и Ь . Даже при некотором увеличении флегмового числа, начиная с его минимального значения, этой рабочей линии соответствует бесконечно большое число теоретических ступеней разделения. Чтобы получить конечное число теоретических ступеней, необходимо перейти от минимального флегмового числа, соответствующего касательной к кривой равновесия (рабочая линия а—с), к несколько большему флегмовому числу, определяемому рабочей линией а—с после этого можно строить [c.107]

На диаграмме х—у (рис. 36) по оси абсцисс откладываются составы жидкости Хг, по оси ординат — равновесные составы паров 1/ . Кривая 0В "1 является линией равновесия при данном давлении. При повышении давления кривая равновесия все более приближается к диагонали 01, в каждой точке которой состав паров равен составу жидкости и разделение компонентов становится невозможным. Именно поэтому давление ректификации должно быть существенно ниже критического. Чем на большем расстоянии от диагонали расположена линия равновесия, тем более пары обогащены легколетучим компонентом НКК, тем легче их получить практически в чистом виде. [c.110]

Если рабочая линия располагается выше линии равновесия (процесс абсорбции), как это показано на рис. Х-7, то построение ступенек ведут слева направо. Если рабочая линия располагается ниже линии равновесия (процесс ректификации), то построение ступенек ведут справа налево. [c.676]

Рис. 40. Структуры диаграмм процессов в системе с химическим взаимодействием компонентов, а-Развёртка граней концентрационного тетраэдра с траекториями процесса открытого испарения б — концентрационный тетраэдр АВС с поверхностью химического равновесия, разделяющей плоскостью областей ректификации ВМО и плоскостью химического взаимодействия АВд чистых исходных реагентов А и В в-плоскость химического взаимодействия АВд чистых исходных реагентов А и В кривая АНВ —линия химического равновесия В,Ч — разделяющая линия областей ректификации пунктирные линии — траектории химической реакции (траектории изменения составов псевдоисходных смесей) г - качественные траектории открытого испарения п различных областях ректификации четырехкомпонентной системы.

Сравнение экспериментальных данных с расчетными. Полученные указанным способом расчетные данные по содержанию аргона в азотной флегме из НК сопоставлены на рис. 28 с опытными значениями для установок КГ-30 [47] и Г-120 [48]. Между расчетными и опытными данными наблюдается удовлетворительное соответствие— отклонение в большинстве случаев не превышает 10—15%, что близко к ошибке эксперимента при таких малых содержаниях аргона. Сравнение опытных и расчетных данных о распределении компонентов на тарелках НК приведено на рис. 29, из которого видно, что опытные точки достаточно хорошо описываются теоретическими линиями ректификации. Аналогичные данные получены для режимов с различным составом продуктов разделения [48], а также для колонн с кольцевыми тарелками диаметром 100, 500 и 800 мм. Хорошее соответствие между действительным и расчетным распределением компонентов было получено лишь при использовании точных данных по равновесию жидкость—пар в тройной системе кислород—аргон—азот. Даже сравни- [c.116]

Расчет процесса массопередачи при ректификации усложняется тем, что коэффициент массопередачи обычно значительно изменяется по высоте колонны, увеличиваясь по направлению к верху колонны. В соответствии с характером линии равновесия процесса ректификации (см. рис. 19-2, стр. 661) тангенс к угла наклона к ней касательной уменьшается с возрастанием содержания НК в смеси, а уменьшение величины к согласно уравнению (16-38) приведет к повышению коэффициента массопередачи К. [c.693]

Составы A. . изменяются с т-рой (давлением). Эта зависимость образует на диаграмме равновесия линию азеотропов (линия LK на рис. 1), к-рая может проходить через всю область равновесия жидкость-пар для данной системы вплоть до критич. кривой, отграничивающей область существования равновесия жидкость-пар в двойной системе, но может заканчиваться и ранее. Вдали от критич, кривой, т.е, при поведении паровой фазы, близком к поведению идеального газа, изменение состава A. . с т-рой определяется соотношением теплот испарения компонентов (см. Вревского законы). Изменение состава А. с, с т-рой (давлением) используют для их разделения методом азеотропной ректификации, [c.45]

Расчет ректификации азеотропных смесей в режиме, близком к режиму минимальной флегмы, подтверждает закономерности, установленные теоретически для рассматриваемого типа образования новой зоны. На рис. У-10 показана расчетная линия ректификации для такого режима в колонне гетероазеотропной ректификации смеси изопропиловый спирт — вода с использованием бензола в качестве разделяющего агента [67]. Линия ректификации пересекает границу области при бесконечной флегме. Одна из зон постоянных концентраций расположена на линии, где коэффициенты фазового равновесия изопро- [c.172]

При равных, но отличных от единиц, значениях tii для отдельных компонентов отклонение от теоретической линии ректификации вызывается тем что число реальных тарелок, приходящееся на одну теоретическую, зависит от наклона кривой равновесия. [c.110]

Для л > 2 в общем нельзя найти такого верхнего сечения, в котором бы пар являлся равновесным по отношению к жидкости, выходящей из нижнего сечения, хотя в некоторых случаях отклонение от равновесия может быть и небольшим. В частности, следует ожидать хорошего совпадения действительной и теоретической линии ректификации в областях с малым содержанием всех компонентов, кроме двух, то есть там, где смесь может рассматриваться почти >ак двухкомпонентная. , [c.17]

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]

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]

Рис. 1Х-12 иллюстрирует две из бесконечного числа линий ректификации, по которым может пойти периодический процесс для смеси МЭК — н-гептан — толуол в условиях полного возврата флегмы и при незначительной величине удерживаемой в колонне жидкости. Точка 3 соответствует начальному составу в кубе (загрузке), а линия 1 — составам на ступенях равновесия при наличии полного возврата флегмы по всей колонне. Каждая стрелка соответствует ступени разделения, так как соединяет точку для жидкости с точкой ее равновесия с паром Поскольку колонна работает при полном возврате флегмы, потоки пара и жидкости в сечении между ступенями (тарелками) будут идентичными по составу, и поэтому соединительные линии, дающие ломаную 1 (или 2), отвечают одновременно изменению составов и жидкости и пара. [c.225]

На фиг. 43 изображены линии ректификации для верхней колонны при концентрациях продуктов разделения, принятых в п. 6. В верхней колонне имеются два максимума в распределении аргона — в концентрационной и отгонной частях колонны. По характеру распределения компонентов концентрационная часть колонны аналогична нижней колонне, однако количество аргона на тарелках концентрационной части может быть значительно большим. Объясняется это как большим содержанием аргона в отходящем азоте, чем в азотной флегме, так и большим различием в наклонах кривых равновесия и рабочей линии в диаграмме л — г/для аргона. При р = 1,36 ата кривые равновесия образуют меньший угол с осью х, чем при р = 5,8 ата флегмовое отношение, наоборот, в концентрационной части верхней колонны больше, чем в нижней колонне (см. фиг. 38 и 39). [c.141]

Как рассчитывается кривая равновесия для процесса ректификации Как строятся рабочие линии [c.120]

Линии ректификации для воздухоразделительных аппаратов однократной и двукратной ректификации были впервые на основании расчетов построены Гаузеном [67]. Использование для практических целей зависимостей Гаузена весьма затруднено в связи с отсутствием в них данных по числу тарелок. Кроме того, Гаузен пользовался недостаточно точной диаграммой равновесия и не учитывал изменения теплоты испарения по высоте колонны. Принятые в некоторых других работах (см. в частности-[69]) расчетного характера допущения ограничивают возможности их практического использования. [c.138]

Получилось уравнение, аналогичное уравнению рабочей линии ректификации. Оно позволяет определять составы фаз между ступенями экстрагирования. Так как составы фаз, покидающих ступени, находятся в равновесии, то можно определять число ступеней графическим методом, аналогично методу расчета теоретических тарелок. [c.801]

На рис. 24 представлены кривая равновесия для процесса ректификации в координатах у—л и рабочие линии верхней и нижней частей колонны, которые пересекаются в точке, отвечающей составу исходной смеси (питающей тарелки) х . [c.51]

Процесс ректификации может итти лишь в том случае, если движущая сила положительна, т. е. у > у. Поэтому положение рабочей линии АВ" С, при котором она выходит за пределы линии равновесия (т. е. на некотором участке у <у), практически невозможно. Крайним положением рабочей линии будет линия АВ"С в положении, когда она соприкасается с линией равновесия в одной точке В". В этом случае ректификация возможна, но так как в точке В" движущая сила равна нулю у = у ), то [c.676]

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]

На рис. 4. 28 показаны кривая равновесия фаз ОАВ разделяемой смеси и линии концентраций КС ж ММ верхней и нижней частей колонны, соответствующие выбранному значению веса флегмы 2 или паров С . На этом же рисунке нанесены равновесные составы поступающего на ректификацию паровой и жидкой Хд фаз сырья (точка А). Линия концентрации КС верхней части колонны определяется по аналогии с уравнением (4. 9) уравнением [c.137]

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]

Если компоненты близки по температурам кипения, величина т близка к единице. Чем ближе т к единице, тем меньше выпуклость кривой равновесия у = (х), так что даже при больших кратностях орошения (д/О) кривая равновесия и оперативная линия очень сближаются и возникает необходимость в большом числе тарелок. При т=1 разделение системы обычной ректификацией вообще невозможно. [c.361]

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]

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]

Следовательно, для того чтобы отобразить результаты такого процесса на диаграмме, необходимо знать укладку пучка дистилляционных линий в рассматриваемой системе или области. С этой целью были рассмотрены данные о фазовом равновесии жидкость - пар 45 конкретных трехкомпонентных систем по справочной [4] и оригинальной литературе и установлено, что в областях дистилляции с четырехугольным контуром при последовательности особых точек на нем N, С, С для > 0 систем линии дистилляции имеют -образный вид относительно разделящей линии ректификации И типа. Здесь N ъ /V - неустойчивы и устойчивый узлы, С - седло. Такая укладка пучка показана на примере системы класса I типа 1а на рис.2. [c.129]

Линии ректификаций для воздухоразделительных аппаратов однократной и двукратной ректификации были впервые на основании расчетов построены Гаузеном [67 ]. Им же были составлены зависимости между содержаниями компонентов в продуктах разделения и флегмовым числом для колонны однократной ректификации и для нижней колонны аппарата двукратной ректификации. Использовать для практических целей зависимости Гаузена весьма затруднительно в связи с отсутствием в них данных по числу тарелок. Кроме того, Гаузен пользовался недостаточно точной диаграммой равновесия и не учитывал изменения теплоты испарения по высоте колонны. Принятые и в некоторых других работах [16], [31], [76] расчетного характера допущения ограничивают возможности их практического использования. [c.136]

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]

Процесс ректификации осуществляется при контактировании потоков пара или газа и жидкости, которые имеют разные составы и температуры пар (газ) имеет более высокую температуру, чем вступающая с ним в контакт жидкость. Движущими силами процесса ректификации являются разности составов и температур контактирующих потоков пара или газа н жидкости. При достаточной продолжительности котакта пар и жидкость могут достичь состояния равновесия, при котором температуры потоков станут одинаковыми при этом их составы будут связаны уравнениями равновесия. Составы встречных (но не вступивших в контакт) потоков пара и жидкости связаны уравнениями рабочих линий. Такой схеме контактирования потоков пара и жидкости соответствует понятие теоретической тарелки , или теоретической ступени контакта , [c.112]

Трудности расчета Пт дпя периодической ректификации опреде-ляотся в первую очередь непрерывным изменением во времени состава кубовой жидкости и соответственно фпегмы по высоте копонны. С определенной степенью прибпиженности для. периодической ректификации используют метод графического расчета по Мак Кабэ и Тиле (построение ступенчатой пинии между кривой равновесия и рабочей линией орошения) (рис. 6.4). [c.147]

При допущении о постоянстве относительных летучестей и флегмовых чисел по высоте соответствующей части колонны можно для расчета ректификации многокомпонентной смеси получить уравнения, аналогичные уравнениям для бинарных смесей, воспользовавшись преобразованиями исходных уравнений рабочей линии и равновесия, введенными Андервудом. [c.175]

Равновесие в трехкомпонентной системе можно представить на треугольной диаграмме, дающей проекции изотерм жидкости и пара (для Р = сопз1). На рис. У1-47 (один азеотроп) сплощные линии обозначают изотермы жидкости, а пунктирные — изотермы пара. На каждой стороне треугольника можно построить диаграмму изобар системы из двух компонентов. Изотермы пара соединены с изотермами жидкости рядом отрезков, указывающих, какие фазы находятся в равновесии друг с другом. В случае периодической ректификации трехкомпонентного раствора с одной азеотропной смесью из двух компонентов состава 5 (рис. У1-47), происходят хара терные изменения температуры дистиллята. Сначала отгоняется летучая азеотропная смесь при температуре /а- После ее отгонки в кубе по правилу прямой линии остается смесь состава В. Теперь будет отгоняться более летучий компонент, например С, при температуре с- Затем отгоняется почти чистый компонент О при температуре перегонки tD. [c.507]

В системе координат X — У это уравнение представляет прямая с наклоном AI (рис. VI-60). На диаграмму наносится также изотерма равновесия. Как и при ректификацйи, 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 Х—У уравнению (УМбО) соответствует прямая (рабочая линия) с наклоном Ож1Сг. Это отношение жидкости к газу играет здесь ту же роль, что флегмовое число при ректификации. Оно не может быть произвольно малым. Кэ[К 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=Уь [c.534]

Любая из этих зависимостей изображается графически линией равновесия, которая либо является кривой, как показано на рис. Х-1, либо в частном случае— прямой линией. На рис. Х-1, а показана равновесная кривая для системы с компонентами-носителями, выражающая зависимость равновесной концентрации, например в газовой фазе, от концентрации жидкой фазы при Р = onst и / = onst. На рис. Х-1, б приведен пример равновесной кривой для процесса ректификации, построенной при Р — onst. Каждая точка кривой, как показано на рисунке, соответствует разным температурам (if, и т. д.). [c.387]