Cтраница 3
Таким образом, до самого нижнего куба доходит только одна жидкость В, которая делится в нем па находящиеся в равновесии: исчерпанную жидкость К и пары L, поступающие в выше расположенный куб. В питаемый куб поступают три потока: исходная жидкость А, отход D из выше расположенного куба и пары L из ниже расположенного куба. Здесь снова устанавливается равновесие между уходящими парами С и флегмой В. Следующий куб питается двумя потоками: отходом F и парами С, дающими продукты D и Е, находящиеся в равновесии. [31]
Теперь представим себе сечение под кубом, пересекающее условный оборот продуктов, при котором стекает О молей флегмы состава xw ( как у исчерпанной жидкости) и поднимается V молей пара того же состава xw Это сечение будет аналогично сечениям между тарелками, так как и там и здесь поднимаются V молей пара и стекают О молей флегмы, следовательно, составы жидкости и пара в этом сечении будут удовлетворять уравнению рабочей линии. Так как составы жидкости и пара в этом сечении одинаковы, то становится ясно, что им отвечает точка А на рис. 13 - 16, лежащая на пересечении рабочей линии нижней части колонны с диагональю. Пары, поднимающиеся из куба, находятся в равновесии с исчерпанной жидкостью, следовательно, их состав определяет точка В на кривой равновесия, имеющая ту же абсциссу, что и точка А. Проводя отрезок ВС до рабочей линии, находим состав флегмы, стекающей с первой тарелки в куб. Дальше ступени - CDE и следующие - очевидно, будут отвечать последовательным теоретическим тарелкам колонны. Куб выполняет роль одной теоретической тарелки. [32]
![]() |
Колонны для ректификации трех компонентных смесей. [33] |
При расчете одной данной колонны из установки для ректификации многокомпонентной системы наибольшие трудности состоят в определении конечных продуктов этой колонны - дистиллата и исчерпанной жидкости. Этой трудности не существует при ректификации бинарных смесей, потому что нужно лишь установить содержание одного компонента в дистиллате и исчерпанной жидкости, а отсюда уже - и содержание второго компонента и отношение количеств этих продуктов. [34]
Смесь равномолярных количеств бензола, толуола и ксилола, нагретая до температуры кипения, должна быть разделена так, чтобы дистиллат содержал только 2 % ( молярных) толуола, а исчерпанная жидкость - 2 % ( молярных) бензола. Требуется определить число тарелок при флегме, поступающей из полностью конденсирующего дефлегматора, в 1 5 раза большей чем минимальная. [35]
![]() |
Схема нижней части колонны. [36] |
Количество тепла, поступающего в куб Qw, может быть выражено уравнением ( 13 - 6) как произведение qu / W, где qw - количество тепла, поступающего в куб на 1 моль исчерпанной жидкости. [37]
Соотношение поступающих в колонну исходной смеси 5 и раствора В подбирается таким образом, что в колонне с соответствующим числом тарелок происходит разделение на дистиллат состава, близкого к составу летучей тройной азеотропной смеси, и на исчерпанную жидкость А, являющуюся безводным менее летучим спиртом. [38]
Если получим относительную согласованность между составом, найденным путем последовательного пересчета тарелок, и составом, определенным ранее из принятого состава дистиллата и определения материального баланса колонны, то можем считать, что состав дистиллата принят правильно, правильно рассчитаны состав исчерпанной жидкости, а также числа молей дистиллата и исчерпанной жидкости. [39]
Если известны зависимости теплосодержаний от состава и количество тепла, отданное в дефлегматоре на 1 моль ректификата qD, то из уравнения ( 13 - 8) можно вычислить количество тепла, которое в этих условиях надлежит подвести в куб на 1 моль исчерпанной жидкости. Количество тепла, отданное в дефлегматоре на 1 моль дистиллата, может быть установлено произвольно путем регулирования количества флегмы, стекающей из дефлегматора в колонну. [40]
Если получим относительную согласованность между составом, найденным путем последовательного пересчета тарелок, и составом, определенным ранее из принятого состава дистиллата и определения материального баланса колонны, то можем считать, что состав дистиллата принят правильно, правильно рассчитаны состав исчерпанной жидкости, а также числа молей дистиллата и исчерпанной жидкости. [41]
Подобно графическим расчетам для двухкомпонентных систем точки пересечения рабочих линий для верхней части колонны с диагоналями диаграмм х - у соответствуют содержанию каждого компонента ( на - его диаграмме) в дистиллате, а точки пересечения рабочих линий для нижней части колонны соответствуют содержанию этих же компонентов на их диаграммах в исчерпанной жидкости. Это значительно облегчает нанесение рабочих линий на диаграммы. [42]
Затем необходимо проверить правильность предположенного состава дистиллата, а также полученных при его посредстве состава исчерпанной жидкости и количеств продуктов, С этой целью при помощи метода, который будет рассмотрен ниже, определим составы на последовательных тарелках, переходя от дефлегматора в низ колонны, пока не получим состав флегмы, стекающей с нижней тарелки, или состав исчерпанной жидкости. [43]
![]() |
Графическое изображение реальной равновесной дистилляции.| Соединение равновесных дистилляции и дефлегмации. [44] |
Равновесная дистилляция дает в общем небольшое разделение, ограниченное кривыми равновесия. Разница между составами пара и исчерпанной жидкости невелика. Исходная жидкость состава А разделяется на остаток С и пар D. Этот пар подвергается частичной конденсации, образуя флегму с таким же составом, как исходная жидкость ( следовательно, ее можно возвратить в эту-жидкость), и пар состава F, который затем: может быть полностью сконденсирован. [45]