химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

смеси в присутствии соли (ер) и в ее отсутствие (е) наблюдается следующая зависимость: lg {sp/s) = Схр, где С— Постоянный коэффициент для каждой системы; хр — концентрация соли.

Таким образом, технологически выгодны минеральные соли с меньшей растворимостью в иизкокипящем и большей растворимостью в высококнпящем компоненте. Заметим также, что рост разделяющего эффекта соли с увеличением ее концентрации указывает на преимущественную выгодность применения солевой ректификации для разделения разбавленных смесей.

Основной проблемой, возникающей при проектировании солевой ректификации, является выбор разделяющего агента н нахождение его эффективности. Решению этой проблемы способствует ряд установленных опытом и теорией качественных положений, не заменяющих, однако, непосредственного экспери-' ментального определения равновесных концентраций жидкость—пар в присутствии конкурирующих солей и в зависимости от их концентрации. Для некоторых систем такие данные уже имеются в литературе. Так, например, при содержании 2% (масс.) СаС13 в жидкости иа тарелках ректификационной колонны из смеси этанол—вода получен практически безводный спирт (99,97% С2Н5ОН); при концентрации в жидкой фазе 6,6% (мол.) СаС12 исчезает азеотроп у смеси HG1—Н20. Получены положительные результаты по солевой ректификации смесей Н20—СН3СООН, HN03—Н20, водных растворов формальдегида и др. Имеются также данные о применении солевых добавок в качестве разделяющих агентов в процессах экстрактивной ректификации, т. е. в случаях, когда азеотроп-иая точка отсутствует, но разность температур кипения компонентов очень мала.

Для осуществления солевой ректификации могут быть использованы обычные ректификационные колонны, дооборудованные солерастворителем. При этой возможна подача соли путем ее предварительного растворения в потоке флегмы и исходной смеси, а регенерация соли — путем выпаривания кубового остатка.

635

6. Аналитический метод расчета числа теоретических тарелок

Изложенный выше графический метод определения числа теоретических тарелок ят в ректификационной колонне для разделения исходной смеси состава хх на дистиллят и кубовый остаток с концентрациями низкокипящего компонента *2 и *о становится неточным или даже практически невозможным при высоких значениях х2 и низких значениях х0. При любых значениях хе и хя можно точно определить величину лт аналитическим путем, если разделяемая смесь подчиняется закону Рауля, справедливому для идеальных смесей и с достаточным приближением также для реальных смесей в областях высоких значений х2 и низких значений х0. Для решения поставленной задачи удобно представить уравнение равновесия идеальной системы в следующем виде:

Уп = ate! [(е — 1) хл + 1] = хп + т {[х„ (1 — %)] / (1 + тх„)) (а) где е — коэффициент относительной летучести компонентов разделяемой смеси; т = е — 1.

Если на л-ую тарелку укрепляющей колонны поступают D кмоль/с пара состава у„ и W кмоль/с жидкости состава хм, то из уравнения материального баланса п-ой тарелки: Dyn — Wxn+X = (D — Щ хг находим

где # = WI(D — W] = Win — реальное флегмовое число укрепляющей колонны.

Очевидно, при работе колонны в режиме полного орошения (без отбора дистиллята) R — оо, уп — %+1 и из уравнения (а) следует:

W(l-*n+i):W ('-%)==« (в)

Полученное соотношение выражает ректифицирующий, или разделяющий, эффект теоретической тарелки. Очевидно, если в укрепляющей колонне концентрация низкокипящего компонента на тарелке питания равна хг (состав исходной смеси), а иа самой верхней тарелке ха (состав дистиллята), то число теоретических тарелок пу, соответствующее режиму полного орошения, можно определить нэ соотношения:

Ж2/(1-Х2):«/(1-Ж1)=вяу (в')

Применительно к укрепляющей колонне, работающей с конечным флег-мовым числом R, путем совместного решения уравнений (а) и (б) находим:

Vfl = хп + КС +тхп)) КО +в/тй-*2/Я)-4-x2/mR] (г) Обозначим: о = 0,5 (I + elmR — xJR), b = xJmR; c= a+ Vcfi — b; d — = a — V~a2 — b и приведем уравнение (г) к виду:

Хп+1 = хп + [т/ (1 + т*п)] (с - хп) (*п - d) (д)

Введем подстановку 1= (x — d)l(c — d), откуда х= d+ Цс — d). После замены х значениями fc уравнение (д) примет следующий вид:

Ui = U + mi {[In (I - in)] I (1 + »hin)} (e)

где тг = m[(c — d)/(l + md)].

Уравнение (e) аналогично no структуре уравнению (а) и может быть переписано следующим образом:

in*il (1 - Ul) : Еп/ О - in) = Ч (ж)

причем et = 1 + т1 = 1 + т[{с — d)/(l + md)].

В соотношении (ж), аналогичном (в), концентрации низкокипящего компонента в жидкостях двух смежных тарелок выражены через Zn*i и ?„, а величина % играет роль коэффициента относительной летучести компонентов разделяемой смеси. Следовательно, для повышения концентрации низкокипящего компо536 нента от ^ (в исходной смеси) до ?3 (в дистилляте) в укрепляющей колонне потребуется число теоретических тарелок яу, которое можно найти из соотношения:

t2/(l-52):Sl/(l-?l)=e"y <3>

Подставляя сюда значения i, выраженные через мольные концентрации х, получим в окончательном

страница 62
< 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
ручка для гироскутера универсальная
чиллер buhler ch 50/80 ремонт и обслуживание в москве
купить антирадары cobra
киркоров ближайшие концерты в москве

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
(24.03.2017)