химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

ет быть написано для каждого компонента. Обозначив их равновесные концентрации соответственно через ха, уа; хь, Уь, хс, ус и т. д., получим:

d WID = dyal(ya — ха) = <1уь1(УЬ — хь) = dyc/{yc — хс) (б)

Для расчета по уравнениям (б) необходимо располагать, конечно, значениями равновесных концентраций компонентов в жидкой и паровой фазах (для приближенных расчетов — средними значениями констант равновесия: уа = kaxa, уь = kbxb, ус = kcxc, ...).

5. Дистилляция в токе водяного пара и инертных газов

Дистилляция жидких смесей, состоящих из высококипящих компонентов, часто либо невозможна из-за термолабильности последних, либо сильно усложняется необходимостью использования высокотемпературных теплоносителей, обладающих, как правило, относительно низкими коэффициентами теплоотдачи (топочные газы, органические жидкости и др.). Для понижения рабочей температуры дистилляции в ряде случаев осуществляют процесс под вакуумом, но это удорожает установку и повышает эксплуатационные затраты. Гораздо проще и глубже может быть понижена рабочая температура при дистилляции втоке водяного пара, применимой, однако, в случаях малой растворимости дистиллята в воде.

Сущность рассматриваемого процесса состоит в непосредственном введении перегретого или насыщенного водяного пара в дистиллируемую жидкую смесь. Так как в образующейся при этом парообразной смеси присутствует водяной пар, то на долю отгоняемого компонента приходится лишь его парциальное давление />„, которое, разумеется, ниже полного рабочего давления Р и соответствует более низкой температуре насыщения tg: Р = p„ -f- рю где ра — парциальное давление водяного пара в смеси.

Как известно, парциальное давление каждого компонента в парах взаимно нерастворимых жидкостей равно давлению пара над этим одним компонентом Рк при той же температуре (рк = Ря и рп = Рп). Следовательно, парциальные давления и концентра5 н. И. Гельпернн 509

ция паров воды и отгоняемого компонента не зависят в данном случае от состава жидкости в дистилляционном кубе. Кроме того, одним из компонентов паровой смеси является водяной пар, поэтому при проведении процесса под атмосферным давлением, поскольку рп < 100 кПа, температура кипения гетерогенной жидкой смеси в кубе будет во всяком случае ниже 100 °С.

Рис. XI-3. К определению рабочей температуры'прн~дистилляции токе водяного пара: / — бензол; 2 — толуол; 3 — анилин.

Для определения этой температуры построим в системе координат P—t (рис. XI-3) кривые, выражающие зависимость давления паров от температуры для отгоняемых веществ (бензола, толуола и анилина). Аналогичные кривые построим также для воды, откладывая, однако, давления не от 0, а от 100 кПа (на рисунке построена также кривая для воды при полном давлении 40 кПа). Легко видеть, что искомые температуры кипения гетерогенных смесей соответствуют абсциссам точек пересечения кривых Р—t для воды и отгоняемых веществ, так как ординаты точек удовлетворяют условию Р = Рк + Рп = 100 кПа. Из рис. XI-3 следует, что при Р — 100 кПа дистилляция бензола с водяным паром будет происходить при tn = 69,5 "С (температура кипения чистого бензола при нормальном давлении равна 80,2 °С) и при еще более низкой температуре (46 °С), если процесс проводить под давлением 40 кПа. Дистилляция вышекипящих веществ (например, толуола, анилина), как видно из рисунка, также происходит при температуре ниже 100 СС.

Отношение мольных количеств водяного пара (Wn кмоль) и дистиллируемого компонента (WK кмоль) равно отношению парциальных давлений этих веществ в паровой смеси, поэтому

= Ра/Рк = Р„/Рк = (Р - Рк)!Рк (а)

Обозначив через молекулярную массу дистиллируемого компонента и заменив мольные количества массовыми (Оп, GK),

510 можно определить массу дистиллируемого компонента, приходящуюся на 1 кг водяного пара:

Ок/бп = Л<М„/Р„МП = мл/US (Р -Рк)1 (XI.8)

Из выражения (XI.8) следует, что количество компонента, дистиллируемого за счет 1 кг водяного пара снижается с увеличением рабочего давления Р, но возрастает с увеличением температуры. Заметим, что действительное количество дистиллируемого компонента всегда меньше рассчитанного по соотношению (XI.8), так как из-за кратковременного контакта жидкости и пара фазовое равновесие не достигается. Иными словами, степень насыщения паровой смеси дистиллируемым компонентом <р < 1, поэтому

Ок/Оп = ф[Л1„Рк/18(Р-Рк)1 (XI. 8а)

Опыт показал, что величина <р колеблется в пределах 0,65— 0,95, возрастая с увеличением высоты бар вотируемого слоя жидкости Н и уменьшением диаметра паровых пузырьков й\ ср = = 1 —e~aH,d, где коэффициент а зависит от свойств дистиллируемого компонента и определяется опытным путем.

Выражения (XI.8) и (XI.8а) справедливы в том случае, когда дистиллируемый компонент и присутствующие в смеси другие нелетучие вещества взаимно нерастворимы. Дистилляция в токе водяного пара применима также при неограниченной взаимной растворимости дистиллируемого компонента А и присутствующего в смеси практически нелетучего компонента В. Тогда процесс будет протекать

страница 51
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая" (4.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Купить коттедж в Московском районе с отделкой
термостат электрокалорифера
требования к информационнм шитам на стройке
ручка на холодильник либхер cn 4013

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2017)