химический каталог




Руководство по лабораторной перегонке

Автор Э.Крель

отором между паром, поднимающимся из нижележащего участка колонны (теоретической тарелки), и жидкостью, стекающей с вышележащего участка колонны (теоретической тарелки) наступает термодинамическое равновесие (см. рис. 24) *.

Поясним понятие теоретической тарелки более подробно на примере эволюции тарельчатой колонны. Самый простой аппарат для перегонки состоит из перегонной колбы для испарения жидкости и приставки для конденсации паров и отвода конденсата. При этом, согласно определению, такой аппарат соответствует одной теоретической тарелке, поскольку пары, поднимающиеся из колбы, находятся в термодинамическом равновесии с жидкостью, загруженной в колбу ** (рис. 57а). Для достижения более высокой степени разделения Адам предложил устанавливать последовательно несколько перегонных колб и каждую последующую колбу нагревать парами, выходящими из предыдущей колбы. В результате частичной конденсации паров в соединительных трубках, охлаждаемых воздухом, образуется некоторое количество флегмы. Если последовательно расположенные перегонные колбы разместить одну над другой, то получится уже известная тарельчатая колонна (рис. 576).

Для дополнительного пояснения понятия теоретической тарелки рядом со схематическим изображением тарельчатой колонны (рис. 58) приведена кривая равновесия, которая иллюстрирует процессы, протекающие в колонне. Допустим, что как и при исследовании фазового равновесия, колонна работает с бесконечным флегмовым числом, т. е. без отбора дистиллята. В колбу загружена смесь, содержащая х1 — 10% (мол.) компонента 1 (легколетучий). Пары, образующиеся при испарении кубовой жидкости, после установления равновесия имеют концентрацию у\ = 25% (мол.). При конденсации этих паров образуется жидкость состава хг на тарелке 2 (колбу рассматриваем как тарелку 1). Пары, поднимающиеся из перегонной колбы, за счет теплообмена с жидэквивалентной теоретической ступени (ВЭТС). В литературе на английском языке используют термин НЕТР (height eguivalent to a theoretical plate).

(68)

Если принять за ось координат г ось колонны, получим

М)г+ВЭТС — K)z = Ах

или

Для разделяющей колонны длиной / получим ВЭТС = 1/лт

Число теоретических ступеней разделения, достигаемое в колонне, является функцией большого числа параметров как аппаратурного, так и технологического характера. Путем одних только математических построений до сих пор еще не удалось разработать метод расчета ВЭТС. На основе многочисленных экспериментальных результатов получены только эмпирические соотношения (см. разд. 4.2 и 4.8).

На реальных тарелках практически никогда не достигается к. п. д. 100%, что возможно для идеальных тарелок; обычно к. п. д. составляет 50—90% *. Это вызвано, во-первых, тем, что перемешивание пара и жидкости в большинстве случаев не является совершенным, и, во-вторых, тем, что пар, особенно при ? больших скоростях, увлекает брызги жидкости на вышележащую тарелку. Кроме того, колонны, как правило, работают не с бесконечным флегмовым числом, а с конечным, так как целью любой ректификации является получение дистиллята. Как показал Аншюц. (1331, коэффициент полезного действия тарелок может быть учтен при графическом построении теоретических ступеней разделения по методу Мак-Кэба и Тиле.

Под флегмовым числом v понимают отношение количества жидкости R, возвращаемой после конденсации паров в верхнюю часть колонны, к количеству жидкости Е, отбираемой в виде 1 дистиллята:

в = R/E

Если дистиллят не отбирают, то флегмовое число является I бесконечным:

о= Hm R/E = со в->0

Количество паров D, выходящих из колонны, складывается таким образом из R и Е:

D = R + Е (70)

* Известны случаи, когда для ситчатых тарелок с переливами при работе с сильно пенящимися жидкостями удавалось в определенной области нагрузок получить к. п. д. выше 100%. — Прим. ред.

* Э. Крель 97

новой системе измерения будут иметь одинаковые скорректированные энтальпии испарения. Тем самым рабочие линии для систем, исходные компоненты которых имеют весьма различающиеся энтальпии испарения, в результате простого преобразования можно было бы получать на диаграмме Мак-Кэба и Тиле в виде прямых линий. Если относительная летучесть компонентов не зависит от состава смеси, указанное преобразование достаточно выполнить всего для нескольких концентраций.

В системе координат с осью абсцисс х и осью ординат у рабочая

линия укрепляющей части колонны пересекает ось ординат в точке

y = xE/(v+\) (75)

При бесконечном флегмовом числе (v = оо) ордината этой точки становится равной 0, так как

lim у = 0 (76)

(77)

Это означает, что рабочая линия при v = со проходит через начало координат и совпадает с диагональю диаграммы равновесия пар— жидкость. Угол наклона рабочей линии к оси абсцисс определяется зависимостью

tg о = о/(в+ П

Сделаем упрощающее допущение, что мольные энтальпии компонентов, а следовательно и смеси, одинаковы. Тогда с помощью графического метода Мак-Кэба и Тиле [77] можно рассчитать число теоретических ступеней разделения, необходимое

страница 36
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188

Скачать книгу "Руководство по лабораторной перегонке" (6.19Mb)


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

 

 

Реклама
хомут силовой 74-79/24 мм
мтюз билеты
Кухни в стиле Классика Bamax стиль Арт-Деко
прокат звуковой аппаратуры 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
(26.02.2017)