teoria rectificare

Valoarea raportului de reflux depinde atât de calitatea produsului, precum și costurile de energie pentru ao primi. Este posibil să se demonstreze riguros că este mai mare raportul de reflux, adică, mai multe aparate revine la reflux unitate de purjare distilat, aspiratorul va fi obținut produsul vandabil. Dar costurile de energie, în același timp, va crește, de asemenea.

Și doar așezare (Fig. 1) și distilare cu reflux (Fig. 4), nu este posibilă obținerea NCC pur și CEB. primit

distilat și reziduuri trebuie să fie supus din nou și din nou la distilare. Acest lucru va necesita investiții de timp și energie, va crește pierderea produsului dorit. Prin urmare, în industrie pentru separarea amestecurilor de fluid în componentele pure ale procesului de distilare este utilizat.

De-a lungul secolului trecut, este destul de simplu, cu un punct de vedere modern al procesului de distilare a devenit un proces complex - rectificare.

Rectificarea - un proces de transfer de masă termic utilizat pentru separarea amestecurilor lichide ale căror componente diferă în punctele lor de fierbere. Procedeul se realizează prin punerea în contact a vaporilor și a fluxurilor de lichid având compoziții și temperaturi diferite: perechi conține mai multe componente punct de fierbere ridicat și având o temperatură mai mare decât aderente în contact cu ea fluid.

Organizarea vaporilor și a fluxurilor lichide și interacțiunea acestora sunt implementate în aparate speciale massoobmennyh - fracționare (figura 6.). Sozdaѐtsya flux de vapori în detrimentul furnizării de căldură în exterior instalație de rectificare a cazanului și nѐm evaporare parte curentul inferior. Fluxul de lichid (reflux sau irigare) este organizată prin condensarea aburului care părăsește vârful coloanei cu un condensator. fluxuri de interacțiune efectuate pe dispozitivele de contact speciale, ajustare razmeschѐnnyh fracționare. materialul sub formă de particule Așa cum pot fi utilizate dispozitivele de contact, sau așa-numitele plăci (etapa de contact) sau în formă de - nasad-

Coloana de distilare - un aparat coloană contracurent în care pe toată înălțimea sa între procesul de transfer de căldură și de masă se realizează care curge în jos reflux (lichid) și vaporii de creștere în sus, prichѐm abur 0.5-2º temperatură peste temperatura lichidului. Teplomassoobmena proces este continuu și de schimb de căldură între componentele fazelor lichide și de vapori. Care curge în jos, faza lichidă îmbogățită în înaltă

kokipyaschim componentă și ascendentă a vaporilor - joasă de fierbere, respectiv de vapori de lichid care părăsește CEB și de la lichid la vapori trece NCC. Ca rezultat, cu abur, înainte de a ajunge în partea de sus, este convertit în mod esențial pur NCC, iar lichidul, înainte de a ajunge în partea de jos, în WCC aproape pură. Forța motrice a schimbului la granița dintre cele două faze este aspirația lichidului și faza de vapori la starea lor de echilibru 5.

Schema de interacțiune curge înainte de a atinge starea de echilibru „de unică folosință“, este cunoscut sub numele de „placă teoretică“ (nume istoric asociat cu proiectarea dispozitivului de contact sub formă de plăci), dar sunt determinate mai precis proces

termeni etsya „de contact stadiul teoretic“ sau „unitate de transfer“.

proces de rectificare este ajustarea repetitiva a coloanei de evaporare și condensare cicluri lichide ale vaporilor acestuia (echilibrare) în „unități de transfer“ corespunzătoare.

Pentru realizarea unui proces predeterminat de separare a amestecului inițial prin distilare, este posibil să se calculeze o valoare teoretică pentru numărul de etape de contact, în fiecare dintre acestea se realizează starea de echilibru de fază. În condiții reale, lăsând placa între vapori și lichid de echilibru nu este atins. Prin urmare, creșterea numărului de etape de contact este necesară pentru a efectua o rectificare proces predeterminat decât teoretic.

Măsură dispozitiv de contact perfectă (placă) este gradul de diferență între starea reală de vapori și lichid după interacțiunea lor în dispozitivul de contact din posibilul echilibru maxim (teoretic realizabil). Acest grad de abatere de la limita teoretică caracterizată prin coeficientul de performanță (COP) al dispozitivului de contact și n, determină în mare măsură perfecțiunea în sine de fracționare.

5 Starea fazei de echilibru se numește coexistența lor, la care nu există schimbări aparente calitative sau cantitative ale acestor faze.

eficiența medie a dispozitivului de contact este definit ca raportul dintre numărul de talere teoretice la numărul real de etape din coloană.

Eficiența etapelor de contact depinde de o serie de factori - .. Viteza de curgere a fazelor contact, proprietățile fizice ale sistemului etc. Cu toate acestea, celelalte condiții fiind egale, joacă un rol decisiv curgere rol viteză relativă la limita de separare a fazelor și aria acestei limite. Cu cât mai aproape aceste viteze la curgere turbulentă și cu cât suprafața de contact este, cu atât mai intensă este procesul transferului de căldură și de masă și de lichid și vapori sunt aproape de echilibru.

Pentru separarea amestecurilor binare utilizate în mod obișnuit o coloană pentru separarea amestecurilor multicomponente și continue (ulei, fracțiuni de benzină larg) sistem necesită coloane, fiecare dintre care separă amestecul de intrare în neѐ pe componentele respective (fracțiuni). Numărul de dispozitive de contact în fiecare dintre aceste coloane pot fi de mai multe zeci.

Principalii parametri de funcționare ai procesului de distilare sunt presiunea și temperatura din sistem, raportul debitului de lichid și vapori (raportul de reflux), numărul de trepte de contact.

Fig. 6 este o diagramă schematică a unei instalații de distilare industrială. Principalele elemente sunt coloana de instalare 2, 3 și condensatorul 6 refierbătorul 4.

Produsele din procesul de distilare sunt distilatul (sus produs) și un reziduu de distilare (produs de fund). Dacă împărțit în două componente (binar) amestec, distilatul este substanțial pur NCC, iar fundul - CEB substanțial pură. In lucrarea de laborator este divizat amestec de alcool etilic și apă. Ca distilat cu alcoolul concentrat va fi selectat.

6 În producția de condensatoare de multe ori numit de reflux, care nu este destul de adevărat.

Din vaporii de la vârful coloanei de frunze G. care intră în condensator în faza lichidă și este împărțit în două fluxuri: un deviator D. distilatele de montare, care este produs comercial, F. și reflux este returnat înapoi în coloană și fluxul de reflux sozdaѐt în acesta lichid

Pentru a crea un flux care curge prin refluxul coloanei este mai întâi necesar pentru a crea un flux de abur, adică evapora lichidul din cazan. Această energie termică este consumat. Aburul este apoi necesar să se condenseze și să se întoarcă în flegma. În acest scop, este necesar să se ia de căldură podvedѐnnuyu în condensator (deflegmator). Astfel, circulant flegma Instalarea este pay-per-lichid de separare a energiei în componente pure. Este dorința, prin urmare, ușor de înțeles pentru a reduce costurile, reduce cantitatea returnată în refluxul coloanei. La p.7 a menționat că conceptul de raportul de reflux este egală cu de reflux și distilate costurile raportul R. (vezi Ec. (3)) este introdus pentru a cuantifica întoarce debitul raportul de reflux și distilatul rezultat.

Teoretic, procesul de distilare a demonstrat riguros ca limita inferioara a raportului de reflux R (și, prin urmare, debitul de reflux) este minimă raport de reflux R min. Acesta se găsește din relația

Refluxul lichid poate fi returnat în coloana sau la partea superioară (irigare la cald) sau la temperaturi special ohlazhdѐnnaya semnificativ sub top (irigare la rece). În al doilea caz, placa superioară este formată din fluxul de reflux suplimentar în detrimentul de condensare a unei porțiuni a vaporilor coloanei în creștere.

Ecuația liniei de lucru. Numărul de talere teoretice. Eficiența plăcilor reale

Și în creștere în vaporii coloanei și reflux pentru schimbarea compoziției sale: aburul îmbogățit cu component punct de fierbere scăzut și un lichid - o mare fierbere. Dar, în același timp, între compozițiile vaporilor în creștere și căderea de lichid y x există o legătură funcțională, care este descris de liniile de lucru.

linie de lucru este locul geometric al compozițiilor fazelor, care apar în orice secțiune a coloanei.

(. Figura 6) materie primă la punctul de intrare împarte coloana în două părți - o parte superioară și o mai mică. Aceste piese sunt fluxuri diferite materiale: din curentul de reflux care curge din partea superioară în

de jos, se alătură fluxul de alimentare. Prin urmare, ecuațiile vor avea două linii de lucru: porțiunile superioare și inferioare ale coloanei. In linia raschѐtah de lucru utilizat în continuare a părții superioare a ecuației care are forma

Dacă analizăm expresia (6), putem ajunge cu ușurință la concluzia că:

O pantă și, prin urmare, unghiul de înclinare tangenta linia de lucru este întotdeauna mai mică decât unitatea, dar mai mare decât zero: 0 <А <1. Это означает, что угол наклона рабочей линии α всегда меньше 45º, но больше 0º. Напомним, что угол наклона диагонали квадрата (рис. 7) равен 45º, а тангенс 45º равен 1;

Lucrul linia coloanei de sus se intersectează cu diagonala unui pătrat la. a cărui abscisă este compoziția D x distilat.

segment 0V. intercepta linia de lucru superioară a coloanei pe axa ordonatei este întotdeauna mai mare decât zero, dar mai mică decât unitatea: 0 <В <1.

Fig. 7. Equilibrium și de lucru linie (ab). Determinarea numărului de

Este de asemenea posibil să se dovedească faptul că linia de lucru a porțiunilor superioare și inferioare ale coloanei 7 se intersectează într-un punct b. compoziția amestecului a cărui abscisă este separat x F.

7, în scopul de a simplifica linia de lucru din figura 7 a porțiunii inferioare a coloanei nu este afișată.

Aceste informații sunt utilizate prin trasarea liniilor de lucru.

Anterior introdus conceptele de talere teoretice (stadiul de contact de faza teoretică) și eficiența plăcilor reale. Pentru a determina numărul de talere teoretice necesare m n între liniile de funcționare și de echilibru intră în faza de variație concentrației, așa cum se arată în Fig. 7. Prima etapă începe de la punctul a. Numerice înscrise etape va fi egal cu numărul necesar de talere teoretice.

Plăci reale de eficiență de separare sunt mai mici decât cele teoretice. După cum sa menționat deja, pentru caracteristicile de performanță de separare a plăcilor reale introduce conceptul de eficiență Antena n. care poate fi găsit de relația