Материал: Ректификация

Проинтегрируем это уравнение с учетом того, что концентрация в паровой фазе меняется от y_w до y, концентрация в жидкой фазе меняется от x до x_w:

Подставим выражения для L (расход жидкой фазы) и G (расход паровой фазы) В результате преобразований получим уравнение рабочей линии нижней (исчерпывающей) части ректификационной колонны

7. Пределы изменения флегмового числа и его влияние на положение рабочей линии Флегмовое число представляет собой количество кмоль флегмы, возвращаемой в колонну в расчете на один кмоль отводимого дистиллята, может принимать любые значения в интервале от F min (в режиме минимального орошения) до бесконечности (в режиме полного орошения) при заданном качестве дистиллята, а также других параметрах, определяющих процесс разделения в колонне (давление, доля пара в сырье, поступающем в зону питания колонны). Положение рабочей линии укрепляющей части колонны определяется флегмовым числом и составом дистиллята. С ростом флегмового числа рабочая линия располагается ближе к диагонали, в результате уменьшается число теоретических тарелок, необходимое для достижения заданной степени разделения в укрепляющей части колонны.

8. Сравните установки периодической ректификации и простой перегонки. В чём их принципиальное различие?

В стандартной ситуации процесс перегонки отличается от ректификации наличием многоступенчатой ректификационной колонны с «ловушками», что позволяет более точно разделить компоненты дистиллируемой смеси. В процессе перегонки задействована одна сплошная линия, по которой пары продукта с неконтролируемым составом поднимаются и дистиллируются на холодильнике, для многофазового разделения эта установка не подходит, в отличие от ректификационной колонны, которая позволяет не только насыщать смесь низкокипящим компонентом (за счёт стекания дистиллята обратным током), но и разделить фазы более грамотно, за счет выходов, расположенных в нескольких местах колонны.

9. Какие два основных режима проведения периодической ректификации известны? Какой метод используется для проведения лабораторной работы?

Известны два способа проведения ректификации: непрерывный, применяемый в промышленности, и периодический, которым пользуются обычно в лабораториях. При непрерывной ректификации подогретая до кипения смесь подается в среднюю часть колонны. Определенные преимущества периодической ректификации проявляются при разделении смесей: а) с малыми расходами - в этом случае проведение процесса имеет смысл лишь после их накопления; б) многокомпонентных - периодически действующая установка позволяет осуществлять процесс в одной колонне, в то время как для его проведения в непрерывной требует количества колонн на единицу меньше числа компонентов; в) с изменяющимся качественным и количественным составом. Также периодическую ректификацию проводят при постоянном флегмовом числе, из чего можно сделать вывод, что процесс в лабораторной работе – периодический.

10. Как изменяется состав дистиллята, если ректификацию проводить при постоянном флегмовом числе?

При периодической ректификации при постоянном флегмовом числе R = onst) состав получаемого дистиллята изменяется во времени. Этот способ более широко применяется в производственных условиях. При этом, как правило, проводят так называемую фракционную перегонку, когда получаемый дистиллят собирают по фракциям определенного состава в отдельные сборники. Состав дистиллята при этом возрастает и контролируется, так как применяется фракционирование.

11. Каково предельное значение концентрации этанола в дистилляте при

проведении данной лабораторной работы? Каковы теоретические условия

его достижения?

y = 0,8387 Достичь ее возможно либо с помощью подачи вакуума, что значительно уменьшит температуру кипения этанола, либо с помощью контроля температуры в пределах 75-80 градусов при атмосферном давлении.

12. В каких единицах рассчитывается коэффициент массопередачи в данной работе? Чем обусловлен выбор этих единиц?

Коэффициент массопередачи в данной работе рассчитывается в кмоль/м²*с.

Он обусловлен размерностью движущей силы, в данном же случае она равна единице, соответственно размерность берётся без домножения на единицу движущей силы в знаменателе.

16