химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

_I_

17^

I—Г""* аТдТяЛ

U ! I ! ! !

I I I I I I

G3

_I I_J I J

E 4= О

5&

Четкое разделение всей многокомпонентной смеси на практически чистые компоненты с меньшей затратой. труда и энергии достигается при непрерывной ректификации, осуществляемой с помощью ряда последовательно соединенных ректификационных колонн. Каждая колонна разделяет поступающую в нее смесь на дистиллят и кубовый остаток, резко различающиеся по составу. Так, например, в случае трехкомпонентной смеси (А, В и С, причем А — наиболее летучий) можно получить в первой колонне дистиллят, содержащий практически чистый компонент А, и кубовый остаток в виде бинарной смеси В + С. Последняя направляется во вторую колонну для получения практически чистых компонентов В и С (рис. XI-19, а). При помощи тех же двух колонн возможен также другой вариант процесса: отбор из первой колонны компонента С в виде кубового остатка и бинарной смеси А + В в виде дистиллята, разделяемого во второй колонне (рис. XI-19, б).

На рис. X1-19, б показаны возможные варианты разделения четырехкомпоиентной смеси (А, В, С и D), одинаково требующие последовательного соединения трех колонн.

Итак, для непрерывной ректификации трехкомпонентной смеси требуются 2 колонны, четырехкомпоиентной — 3 колонны, я-ком-понентной — (^— 1)^колонн. Этот вывод вполне закономерен, так как толькоиз последней колонны можно отобрать два практически чистых компонента, из всех остальных — лишь по одному. Выбор оптимального варианта разделения производится по результатам экономического расчета, учитывающего расход энергии и стоимость ректификационной установки.

Как видно из рис. XI-19, в установках для^разделения многокомпонентных смесей независимо от выбранного варианта всегда имеется по меньшей мере одна колонна для разделения бинарной смеси, подробно рассмотренная в предыдущем разделе. Основной задачей данного раздела является определение требуемого числа теоретических тарелок в колоннах, питающихся смесями с числом компонентов более двух, а также установление связи между продуктами разделения и условиями орошения колонн.

2. Ректификация идеальных многокомпонентных смесей

Задаваясь концентрацией низкокипящего компонента в исходной бинарной смеси и продуктах ее разделения, мы определяли требуемое число теоретических тарелок, зная уже полные составы дистиллята и кубового остатка. Так как даже при частичном испарении многокомпонентной смеси в образующихся парах присутствуют все ее компоненты, то при известных концентрациях одного из них полные составы дистиллята и кубового остатка остаются, естественно, неопределенными. Между тем, как будет показано ниже, для расчета требуемого числа теоретических таре545

лок при ректификации многокомпонентных смесей могут быть заданы концентрации лишь одного компонента в продуктах разделения. Таким образом, расчет процесса ректификации многокомпонентных смесей осложняется необходимостью определения не только числа теоретических тарелок, но также полных составов дистиллята и кубового остатка. Эта задача решается наиболее простыми методами применительно к идеальным смесям, т. е. подчиняющимся законам Рауля и Дальтона.

Аналитический метод расчета. Для усвоения метода расчета достаточно рассмотреть процесс разделения трехкомпонентной смеси А + В + С, у которой наиболее летучим является компонент А, а наименее летучим — С. Согласно закону Рауля, равновесные концентрации этих компонентов в паровой (уА, ув, ус) и жидкой (хА, хв, хс) фазах при внешнем давлении Р выражаются следующим образом:

уА = (РА!Р)хА; ув = (Рв1Р)хв; Ус = (Рс/Р)хс (а)

где РА, Рв, Рс — давление паров над индивидуальными компонентами, зависящие от температуры.

Как известно, в равновесии находятся пар, уходящий с теоретической тарелки вверх, и жидкость, стекающая с нее вниз. Так как обе взаимодействующие фазы имеют на различных тарелках разные температуры, то им соответствуют также различные значения Рл, Рв и Рс. Чтобы это учесть, будем в дальнейшем снабжать величины Р и у общим индексом «в», а величины х — индексом «н» или «в» соответственно положению жидкой фазы относительно тарелки.

Из соотношений (а) следует:

да.

где (г/1я)в = (РА!рв)а я (еАс)в = (РА1Рс)в ~ коэффициенты относительной летучести компонентов А и В, Л и С.

Обозначив потоки пара и жидкости в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны соответственно через D, W и D', W (будем считать их постоянными по высоте колонны), а количество отбираемого дистиллята через П, напишем уравнения материального баланса для произвольной тарелки в обеих частях колонны:

(уА),.0 = \Х'(хд)я + ПхАХ, (yB)n D = W (хд)„ + Пхв>я |

где .г^д г; . йд—концентрации компонентов Л и В в дистилляте; хА, о> ХВ. о — концентрации этих компонентов о кубовом остатке; 117а — поток кубового остатка.

546

Из уравнений (в) находим следующие соотношения:

(Ул/Ув), = (ХА/*В)А 1 + (n'w) СА .л/ (*4>в )]/['+ )

(УАШВ\ = (ХА!*ВХ | [1 - (V) Ы/ (*Л)1 I [1 - Сг) (V)(VW. 1! = (ХАЫ,Ф'АВ)„

где

(Ы* = 11+ (n/W).(W Ы Л /11 + Ww) (W (ХВШ

Ф'лв

страница 66
< 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
ранункулюсы букеты
Рекомендуем фирму Ренесанс - кованая лестница - всегда надежно, оперативно и качественно!
кресло ch 838
аренда кладовки москва

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
(09.12.2016)