химический каталог




Процессы и аппараты химической технологии

Автор А.Н.Плановский, В.М.Рамм, С.З.Каган

ношение между количествами воды и эфира в смеси, которое соответствует растворимости воды в эфире. При этом жидкость снова станет однородной и будет представлять собой насыщенный раствор воды в эфире.

Эта жидкость будет оставаться однородной и при дальнейшем прибавлении эфира.

Характер диаграмм р— х, t — х — у и у — х будет изменяться в зависимости от того, является ли жидкость однородной или состоит из двух слоев. В первом случае будут наблюдаться закономерности, справедливые для смесей взаимно растворимых жидкостей, во втором случае — закономерности, справедливые для смесей жидкостей нерастворимых друг в друге.

На рис. 19-8 приведены диаграммы для смеси вода — бутиловый спирт. Область OA соответствует растворимости НК в ВК (т. е. воды в бутиловом спирте), область ВС— растворимости ВК в НК (т. е. бутилового спирта в воде). В области АВ жидкость состоит из двух несмешивающихся слоев, полное давление пара достигает при этом максимума. В соответствии с вторым законом Коновалова область АВ соответствует минимальной температуре кипения смеси. На этом участке расположена точка, соответствующая азеотропной смеси с содержанием 75,2 мол.% воды.

Построение диаграмм t—х—у и у—х

Для неидеальных смесей эти диаграммы могут быть построены только на основании опытных данных.

Для идеальных смесей диаграммы можно построить путем расчета, исходя из значений давления паров чистых компонентов (Рнк и Явк) при различных температурах. Для этого можно воспользоваться уравнением (19-3). Решая его относительно х, получим:

(19-5)

Таким образом, выбрав ряд температур (в пределах между температурами кипения чистых компонентов), можно вычислить состав жидкости, кипящей при данной температуре. Далее, определяя парциальное давление НК по формуле (19-1), находим состав паров:

Рнк рикх ...

У = -р- = -р- (19-6)

Пример 19-1. Построить диаграммы t — х — у и у — х для смеси бензол — толуол при абсолютном давлении Р = 760 мм рт. ст.

Решение. Задаемся рядом температур, лежащих между температурами кипения чистого бензола (80,2°С) и чистого толуола (110,4°С), находим по таблицам давления паров чистых компонентов и определяем х и у по формулам (19-5) и (19-6), Расчеты сводим в таблицу (табл. 29).

3. Материальный и тепловой баланс процесса

ректификации

При ректификации исходная жидкая смесь делится на две части: часть, обогащенную НК (дистиллят), и часть, обедненную НК (остаток). Непрерывная ректификация проводится в аппаратах (ректификационных^колоннах), состоящих из двух ступеней (рис. 19-9). Исходная смесь вводится в верхнюю часть нижней ступени (исчерпывающая колонна 2). Здесь исходная жидкая смесь взаимодействует в противотоке с паром, начальный состав которого аналогичен составу остатка; в результате происходит исчерпывание смеси, т. е. извлечение из нее НК и обогащение ее ВК.

В верхней ступени (укрепляющая колонна /) пар, поступающий из нижней ступени, взаимодействует в противотоке с жидкостью, начальный состав которой аналогичен составу дистиллята; в результате происходит укрепление пара, т. е. обогащение его НК.

Пар для питания ректификационного аппарата образуется в кубе 3 путем испарения части жидкости, поступающей в куб, жидкость для орошения аппарата (флегма) получается в дефлегматоре 4 путем конденсации части пара, имеющего состав, аналогичный составу дистиллята.

Дистиллят*

Тепло, необходимое для испарения смеси, сообщается ей в кубе. В дефлегматоре производится отвод тепла, вследствие чего поступающие в него пары полностью или частично конденсируются. Дистиллят отводится из дефлегматора в жидком или парообразном состоянии. Остаток отводится из куба в виде жидкости.

Материальный баланс

Обозначим через F количество поступающей на ректификацию смеси (в кмоль/сек), через Р— количество получаемого дистиллята (в кмоль/сек), через W—количество остатка (в кмоль/сек) и через хр, хР и xw — составы смеси, дистиллята и остатка (в мол. долях НК).

Тогда уравнение материального баланса для всего количества смеси примет вид

Смесь

L-Ф+Р-JCg=XF

Уг=УР

^ t

,9=Ф+Р УгУг

Сг=Ф+Р

УГУг

F=P+W

(19-7)

УгУ*

и уравнение материального баланса для НК

FxP = PxP+ Wx

(19-8)

При помощи уравнений (19-7) и (19-8) решаются все задачи, связанные с определением количеств или составов

веществ, участвующих в процессе ректификации. Обычно заданы количество смеси F и составы хр, хР и xw. Количества дистиллята Р и остатка W определяются совместным решением уравнений (19-7) и (19-8).

Уравнения (19-7) и (19-8) применимы и при выражении величин F, Р и W в весовых количествах (в кг/сек). При этом составы смеси, дистиллята и остатка должны подставляться в уравнения в весовых долях (aF, ар, aw).

Для дальнейшего изучения процесса ректификации сделаем следующие допущения:

1. Молярные теплоты испарения обоих компонентов одинаковы; поэтому каждый киломоль сконденсировавшегося пара испаряет 1 кмоль жидкости, вследствие чего количества поднимающегося пара и стекающей жидкости по высоте колонны не изменяются,

страница 224
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Процессы и аппараты химической технологии" (11.4Mb)


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

 

 

Реклама
платное обучение фотошопу
твердотопливные котлы длительного горения с чугунным теплообменником
Дизельные котлы Unical Ellprex 5000
аренда автобуса на 60 мест

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)