Ректификация колоннаның материалдық балансы. Бинарлы қоспалар құрастырушыларының мольдік булану жылуларының шамалары олардың меншікті булану жылуларының (1 кг құрастырушыға) шамаларына қарағанда, бір-біріне жақындау болады. Сондықтан ректификация процесін есептеуде және талдауда фазалардың мөлшерін киломольде, ал құрамдарын ТҚ-ның мольдік үлесінде өрнектейді.
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 Gбу=соnst.
2. Колоннадан шығарылып, дефлегматорға берілетін будың құрамы дистилляттың құрамына Хр-ға тең, яғни Ур= Хр (мұнда Ур - бу фазадағы ТҚ-ның концентрациясы).
3. Қайнатқыш-кубтан көтерілетін будың құрамы Уw, кубтың төменгі жағына ағып түсетін сұйықтың құрамына Хw-ға тең, яғни Уw=Хw.
4. Бастапқы қоспа колоннаға қайнау температурасына дейін ысытып беріледі.
5. Қайнатқыш-кубқа жылу тұйық бумен беріледі.
Төмендегі белгілерді қабылдаймыз:
Gf - ректификациялық колоннаға берілетін бастапқы қоспаның мөлшері, кмоль/с.
Gp - колоннадан алынатын дистиллят мөлшері, кмоль/с.
Gw - колоннадан алынатын кубтық қалдық мөлшері, кмоль/с.
Gф – колоннаға қайта берілетін флегма мөлшері, кмоль/с.
Хf, Хp, Хw – бастапқы қоспадағы, дистилляттағы және қалдықтағы төменгі температурада қайнайтын құрастырушының (ТҚ) құрамы, мольдік үлес.
Ректификациялық колоннаның материалдық балансының теңдеуі:
А) барлық қоспа мөлшері бойынша:
Gf = Gp+ Gw
Ә) ТҚ-ның мөлшері бойынша:
Gf Xf = GpX p+Gw X w
Бұл екі теңдеуден әдетте Gp және Gw анықталады, ал қалған шамалар берілген болады.
Бастапқы қоспа және кубтық қалдық мөлшерлерінің дистиллят мөлшеріне қатынастарын төмендегідей белгілейміз:
Gf / Gp = F;
Gw /Gp = W
Онда 1 кмоль/с дистиллят алу үшін материалдық баланс төмендегіше жазылады:
Флегма мөлшерінің дистиллят мөлшеріне қатынасы флегма саны деп аталады.
Егер Gp = 1кмоль болса, онда R = Gф 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
Gбу = Gф + Gр
Gф= R Gp онда көтерілетін будың жалпы мөлшері:
Gбу = R Gp + Gр = Gр (R+1)
Gp = 1 кмоль болса, онда Gбу = R + 1 яғни 1 кмоль дистиллят алу үшін колоннадан көтерілетін бу мөлшері:
D = R + 1
Ұсынылатын әдебиет: 4.1.1. 233-269 бет
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
Достарыңызбен бөлісу: |