Ректификация колоннаның материалдық балансы

Нақты ректификация процесінің өтуіне әсерін аз тигізетін, бірақ есептеуді жетілдіретін төменгі шарттарды қабылдаймыз:

1. Колоннаның кез-келген көлденең қимасынан көтерілетін будың мөлшері (киломольде) тұрақты, яғни G_бу=соnst.

2. Колоннадан шығарылып, дефлегматорға берілетін будың құрамы дистилляттың құрамына Х_р-ға тең, яғни У_р= Х_р (мұнда У_р - бу фазадағы ТҚ-ның концентрациясы).

3. Қайнатқыш-кубтан көтерілетін будың құрамы У_w, кубтың төменгі жағына ағып түсетін сұйықтың құрамына Х_w-ға тең, яғни У_w=Х_w.

4. Бастапқы қоспа колоннаға қайнау температурасына дейін ысытып беріледі.

5. Қайнатқыш-кубқа жылу тұйық бумен беріледі.
Төмендегі белгілерді қабылдаймыз:

G_f - ректификациялық колоннаға берілетін бастапқы қоспаның мөлшері, кмоль/с.

G_p - колоннадан алынатын дистиллят мөлшері, кмоль/с.

G_w - колоннадан алынатын кубтық қалдық мөлшері, кмоль/с.

G_ф – колоннаға қайта берілетін флегма мөлшері, кмоль/с.

Х_f, Х_p, Х_w – бастапқы қоспадағы, дистилляттағы және қалдықтағы төменгі температурада қайнайтын құрастырушының (ТҚ) құрамы, мольдік үлес.

Ректификациялық колоннаның материалдық балансының теңдеуі:

А) барлық қоспа мөлшері бойынша:

G_f = G_p+ G_w

Ә) ТҚ-ның мөлшері бойынша:

G_f X_f = G_pX _p+G_w X _w

Бұл екі теңдеуден әдетте G_p және G_w анықталады, ал қалған шамалар берілген болады.

Бастапқы қоспа және кубтық қалдық мөлшерлерінің дистиллят мөлшеріне қатынастарын төмендегідей белгілейміз:

G_f / G_p = F;

G_w /G_p = W

Онда 1 кмоль/с дистиллят алу үшін материалдық баланс төмендегіше жазылады:

Флегма мөлшерінің дистиллят мөлшеріне қатынасы флегма саны деп аталады.

Егер G_p = 1кмоль болса, онда R = G_ф болады, яғни флегма саны 1кмоль дистиллят алу үшін колоннаға қайта берілетің флегманың қажетті мөлшерің көрсетеді.

Жоғарыдағы 1-шарт бойынша колоннадан көтерілетін будын мөлшері тұрақты болады және ол конденсацияланғанда флегма мен дистиллятқа бөлінеді, яғни
G_бу = G_ф + G_р
G_ф= R  G_p онда көтерілетін будың жалпы мөлшері:

G_бу = R  G_p + G_р = G_р  (R+1)

1. Ректификация процесінің мәні мен маңызы ? 2. Ректификация процесінің қозғаушы күші не? 3 Ректификация аппараттарының жіктелуін түсіндір. Ректификациялық аппаратының конструкциясы қандай?

Ұсынылатын әдебиет.

4.1.1. Ә. Ақбердиев, М.М. Молдабеков Химиялық технологияның негізгі процестері және аппараттары. 1 бөлім. Алматы. 1993 ж., 302 бет