химический каталог




Руководство по лабораторной перегонке

Автор Э.Крель

для расчета рабочей высоты колонны Як:

Нк~ 1 +(» — 0,131) (10+ rf„)/120 (м) (145)

Уравнение (145) справедливо для флегмового числа v = оо, т. е. для соотношения расходов жидкости и паров равного 1. В результате обработки результатов 115 опытов с использованием системы вода—воздух Бек [244 ] предлагает новые уравнения для насадочных тел размером 8—80 мм и для колонн диаметром от 150 до 1200 мм:

174

Тепловые расчеты процесса лабораторной перегонки проводят редко, поскольку в данном случае затраты энергии по сравнению с полупромышленными или промышленными установками весьма незначительны. Обычно в лабораториях перегонку проводят при большем или меньшем избытке тепла, а фактическую потребность в электрической энергии регулируют с помощью дополнительных сопротивлений. В лабораторной практике газ до сих пор еще применяют при дистилляции по методу Энглера, при аналитических разгонках, как средство обогрева масляных, песочных бань и бань с металлическими теплоносителями. Применения открытого газового пламени для нагревания избегают при перегонке веществ с высоким давлением паров ввиду возможной опасности перегрева жидкости, растрескивания аппаратуры или взрыва. В настоящее время предпочтение отдают электрическому обогреву при помощи закрытых колбонагревателей или нагревательных устройств, в которых электрическая спираль защищена слоем изоляционного материала. Для досгижения невысоких температур применяют инфракрасное излучение (в видимой и невидимой частях спектра), которое обладает всеми преимуществами радиационного обогрева [232]. Применение токов высокой частоты для нагревания в лабораторных условиях находится еще только в стадии проверки.

При периодической перегонке разделяемую смесь, загруженную в куб, сначала нагревают до температуры кипения. При дальнейшем подводе тепла (в соответствии с энтальпией испарения смеси) происходит испарение. Скорость испарения зависит от количества тепловой энергии, подводимой в единицу времени. При непрерывной ректификации часть тепла подводят к исходной смеси уже в теплообменнике для предварительного подогревания исходной смеси. Основная часть тепловой энергии расходуется для нагревания куба.

Обозначим общий расход тепла через Q; тогда уравнение общего теплового баланса для различных видов перегонки без учета тепла, необходимого для подогревания кубовой жидкости до температуры кипения, будет иметь следующий вид:

для дистилляции

Q = Q*=Qa + Qn=Q*0* + Qn (146)

для периодической ректификации

Q = QK=QA + Qдля непрерывной ректификации

(148)

где QK — количество тепла, подводимое в кубе (колбе); Q„HT — количество тепла, подводимое при непрерывной ректификации в теплообменнике предварительного подогрева; Qa — энтальпия дистиллята (в парообразном состоянии); <2ф — эн175

тальпия флегмы (в парообразном состоянии); QN—тепловые потери; <Экон — количество тепла, отводимое в конденсаторе при конденсации паров и охлаждении дистиллята.

Эти уравнения справедливы при условии, что дистиллят и флегма охлаждены до температуры, при которой смесь поступает в куб. Дополнительные пояснения к приведенным соотношениям даны на рис. 110.

Толуол 110,6

0,43

86,5 (при 109,7 °С)

Чтобы дать представление о затратах тепла при лабораторной перегонке, приведем следующий пример. Пусть необходимо разделить смесь бензол—толуол [50% (масс.) ] при атмосферном давлении с флегмовым числом 2 при нагрузке колонны 0,5 кг/ч и загрузке 2 кг исходной смеси (20 °С). Физико-химические параметры компонентов этой смеси, необходимые для дальнейших расчетов, таковы:

Бензол

С °С 80.1

Теплоемкость ср при 50 °С,

ккал/(кг-°С) 0,43

Энтальпия испарения АНу,

ккал/кг 93,8

(при 80,1 °С)

• 1 ккал = 4168,84 Дж, 1 Дж = г.388' 10-* ккал.

Принимаем, что испаряется только бензол, хотя в действительности с повышением температуры в кубе испаряется и некоторая часть толуола (вследствие увеличения концентрации толуола при отгонке бензола). Обусловленная этим допущением незначительная погрешность несколько завышает расход тепла, так как энтальпия испарения для толуола меньше, чем для бензола. Тепловые потери оценить весьма трудно; они складываются из тепловых потерь в кубе, головке колонны и, главным образом, в самой колонне. Тепловые потери в кубе в значительной степени можно уменьшить применением подходящего теплоизолирующего материала (см. разд. 7.7). Методы устранения тепловых потерь в самой колонне изложены ниже. Затраты тепла на смеси до 80 °С составляют

Ск^^-^Ср + Оп

Q„ = 2 (80 — 20) 0,43 ккал = 51,6 ккал

рт „„.,, 5,2 ккал

+ 1епловые потери(10%) '„

56,8 ккал

Затраты тепла на испарение дистиллята и флегмы составляют

QK = (? + «) AHV -f-Q„ (151)

QK = (0.5+ 1,0)93,8 ккал/ч = 140,7 ккал/ч (152)

154,7 ккал/ч

14,0 ккал/ч

где В гонки, Тепловые потери (10%) количество исходной смеси в кубе, кг; t2 — температура в °С; ti — температура исходной смеси. °С

Исходя из эквивалентного соотношения между электрической и тепловой энергией

1 кВт = 860 кк

страница 60
< 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
графический планшет обучение курсы
статуэтки из золота
металлические подставки под цветы напольные купить
заказать машину

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
(03.12.2016)