химический каталог




Процессы и аппараты химической технологии

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

к А'В' — рабочей линией исчерпывающей колонны.

Пример 19-2. На ректификацию поступает смесь метанол — вода в количестве F = 5000 кг/ч, содержащая метанола ар = 40 вес. %. Содержание метанола в дистилляте ар=98,5 вес. %, в кубовом остатке а^=1,5 вес. %.

Определить количество дистиллята и остатка.

Решение По уравнениям материального баланса (19-7) и (19-8), составленным для весовых количеств, имеем:

5000 = Р + W 5000 ? 0,4 = Я • 0,985 + W • 0,015

Совместным решением этих уравнений находим Р = 1985 кг/ч = = 0,552 кг/сек, IF = 3015 кг/ч = 0,838 кг/сек.

Минимальное и рабочее флегмовое число

Если изменять флегмовое число, будет изменяться и положение рабочих линий. При бесконечном флегмовом числе (колонна работает «на себя», отбор дистиллята не производится) рабочая линия совпадает с диагональю, так как при R=oo отрезок Ь обращается в нуль. Если уменьшать флегмовое число, рабочая линия укрепляющей колонны будет поворачиваться около точки С. При этом рабочая линия исчерпывающей колонны будет поворачиваться около точки А и рабочая линия колонны последовательно займет положения ABC, АВ'С, АВ"С и т. д. (рис. 19-11, слева).

Однако уменьшать флегмовое число можно лишь до известного предела. Дело в том, что рабочая линия выражает неравновесный состав пара у, т. е. фактическое содержание в нем НК. Составы пара у *, равновесные с жидкостью в каждом сечении колонны, выражаются линией равновесия. Отрезки ординат между линией равновесия и рабочей линией, равные разности (У* — У) у выражают движущую силу процесса массопередачи, а именно, процесса испарения НК из жидкости.

Процесс ректификации может итти лишь в том случае, если движущая сила положительна, т. е. у* > у. Поэтому положение рабочей линии АВ'"С, при котором она выходит за пределы линии равновесия (т. е. на некотором участке У*<у), практически невозможно. Крайним положением рабочей линии будет линия АВ"С в положении, когда она соприкасается с линией равновесия в одной точке В". В этом случае ректификация возможна, но так как в точке В" движущая сила равна нулю (у = у*), то

для проведения процесса потребуется колонна бесконечно большой высоты.

Положение рабочей линии АВ"С соответствует минимальному флегмовому числу Rmln. Из рассмотрения треугольника В"CD видно, что длина отрезка CD равна (хр— ур), а длина отрезка B"D равна (хР — хГ). Таким образом, тангенс угла наклона рабочей линии составляет:

. XP~yF

tga = - р

В то же время (см. стр. 674)

tga =

^mln + 1

Таким образом

^mtn ХР~ Ур

^mln "Т~ * хр хр

Решая это уравнение относительно ^min, находим:

(19-16)

В этом уравнении уР—состав пара, равновесный с хР.

Величину Rmm можно определить и графически (см. рис. 19-11, слева). Для этого проводят прямую СЕ через точку ?" пересечения вертикали хР с линией равновесия и через точку С на диагонали, соответствующую составу дистиллята хр. Измерив отрезок Ь0у отсекаемый прямой СЕ на оси ординат, находят Rmin по формуле (19-14), откуда:

Rmln —

(19-17)

Линия равновесия для некоторых смесей имеет такую форму, что прямая СЕ на участке СВ" располагается выше линии равновесия (рис. 19-11, справа). В этом случае прямую СЕ надо провести через точку С как касательную к линии равновесия.

Минимальное флегмовое число соответствует, как указывалось выше, бесконечно высокой колонне. С увеличением флег-мового числа движущая сила массопередачи возрастает и требуемая высота колонны уменьшается. При R = оо нужна колонна наименьшей высоты. Таким образом, в отношении размеров колонны выгодно работать с большим флегмовым числом. В то же время с увеличением R возрастает расход тепла. Наивыгоднейшее флегмовое число, при котором общие затраты минимальны, может быть найдено путем технико-экономических расчетов. Обычно принимают значения рабочего флегмового числа от R=\,2Rmln до R = 2,5Rmln.

Отношение рабочего флегмового числа к минимальному называется коэффициентом избытка флегмы.

Пример 19-3. Для условий примера 19-2 (стр. 675) определить минимальное флегмовое число.

Решение. На рис. 19-12 построена (по данным Приложения X) диаграмма равновесия для смеси метанол — вода при атмосферном давлении. Выражая при помощи уравнения (16-6) составы исходной смеси х р, дистиллята хр и остатка xw в молярных долях, получим^ = 0,273; хр = 0,973; xw = 0,0085

На У — х-диаграмме (рис 19-12) наносим точку А с координатами xw ~^w~ 0>0085 и точку С с координатами хр == ур = 0,973; на кривой равновесия наносим точку В' с абсциссой х = 0,273. Из точки С проводим

X ^7Q°C 82' 'С

+ ! I - .. I I osxT

1 I

oj цг >дз Oh o,5 i o,6 Q7 op qo \ip

Xfb,Z73 Уср7°.5** Xf 0,973

ay—*

Рлс. 19-12. Построение рабочей линии и определение числа единиц переноса (к примерам 19-3, 19-4 и 19-6).

через точку В' прямую до пересечения с осью ординат, отсекая на ней отрезок bo «= 0,515. Минимальное флегмовое число находим по формуле (19-17):

= 1-0*

Можно найти минимальное флегмовое число и без описанного построения по формуле (19-1

страница 226
< 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
курсы по web-дизайну в москве
купить землю по ново рижскому шоссе
курсы маникера с последующим трудоусьроиством
курсы визажистов в тушино

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
(04.12.2016)