Массообменные процессы
Массообменные процессы - часть 7
На рис. 2.2 в координатах состав пара (у) - состав жидкости (х) графически представлена типичная зависимость между равновесными (линия 1) и рабочими (линия 2 и 3) составами фаз для бинарной смеси. Уравнения линий рабочих концентраций для верхней и нижней частей колонны имеют различный вид:
для верхней части:
yв = R/(R+1)x + xp / (R+1)
для нижней части:
yн = (R+F)/(R+1)x - (F-1)xw / (R+1),
где F = Gf/Gp - удельное количество поступающей исходной смеси; R = GR/Gp
- флегмовое число, представляющее собой отношение количества флегмы, подаваемой на орошение колонны к количеству дистиллата.
В уравнениях рабочих линий составы взаимодействующих фаз выражаются только в мольных долях НК.
При расчетах процессов ректификации принимаются следующие допущения, мало искажающие фактические условия протекания процесса, но значительно упрощающие расчет:
1. Разделяемая смесь следует правилу Трутона, согласно которому отношение мольной теплоты испарения или конденсации к абсолютной температуре кипения для всех жидкостей является приближенно величиной постоянной. Для смеси, состоящей из двух компонентов: rсм / Tсм = r1 / T1
= r2 / T2 » const.
Отсюда следует, что при конденсации 1 кмоль ВК в колонне испаряется 1 кмоль НК, т.е. мольное количество паров, поднимающихся по колонне постоянно.
2. Принимается, что yp = xp, a yw = xw, т.е. пренебрегается укрепляющим действием дефлегматора в процессе конденсации в нем паров и пренебрегается исчерпывающим действием кипятильника.
3. Теплоты смешения компонентов разделяемой смеси равны нулю.
Кроме того, в расчетах исходят из того, что смесь, подлежащая разделению, поступает в колонну нагретой до температуры кипения на питающей тарелке. В этом случае точка пересечения рабочих линий низа и верха колонны лежит на ординате x = хf.
Следует отметить, что питание колонны исходной смесью может осуществляться в виде пара и в виде жидкости с температурой ниже температуры кипения смеси.
