Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Смеси взаимно нерастворимых жидкостей.
Примеры: вода – бензол, вода – органические жидкости. Такие системы образуют два слоя и могут быть разделены путем отстаивания. Система, состоящая из двух 9нерастворимых компонентов и 3-х фаз (2-х жидких и одной паровой) имеет согласно правилу фаз, одну степень свободы. Отсюда следует, что каждой T смеси отвечает строго определенное давление, и каждый компонент смеси ведет себя независимо от друга Соответственно, парциальное давление каждого компонента не зав-т от его содержания в смеси и равно давлению паров чистого компонента при той же температуре.
p, P T y
P=PA+PB P=const TB пар pA=PA TA
пар+ пар+ pB=PB жидкость B жидк.А a b Tсм 100% B 100%A x x,y x
Рис.5.33 Фазовые диаграммы смесей взаимно нерастворимых жидкостей.
Диаграмма p-x: (3.7) Диаграмма T-x,y: - температура кипения чистого компонента А. - температура кипения чистого компонента В. Незначительная растворимость все-таки имеется: Tсм - температура кипения смеси. - температура кипения смеси (А+В), как видно не зависти от состава смеси (ab-горизонтальная линия). Для взаимно нерастворимых жидкостей состав пара над кипящей смесью постоянен и не зависит от соотношения компонентов в растворе. По закону Рауля имеем: , (3.8)
Соотношение между количествами и компонентов в парах следующее: (3.9) где МА, MВ - молекулярные веса компонентов A и В.
Простая перегонка. Обычно процесс простой перегонки проводят периодически. При период. перегонке жидкость постепенно испаряется, образующиеся пары удаляются и конденсируются, получают дистиллят. При этом содержание НК в исходной жидкости уменьшается, что приводит к снижению содержания НК в дистилляте В начале процесса перегонки содержание НК в дистилляте максимально, в конце минимально.
Рис.5.34 Схемы установок для простой перегонки (слева), перегонки с дефлегмацией (справа).
Для повышения степени разделения смеси применяют дефлегматор. Пары из перегонного куба поступают в дефлегматор, где они частично конденсируются, в основном ВК и получаемая жидкость (флегма) сливается в куб. Пары обогащенные НК, направляются в конденсатор-холодильник, где полностью конденсируются. Окончание операции контролируют по Ткип смеси в кубе, которая должна соответствовать заданному состава остатка.
Материальный баланс простой перегонки. В данный момент количество жидкости L, а ее состав х (по НК) и у* в паре над жидкостью. Количество НК в жидкости Lx. За время dt испарится dL смеси, концентрация НК уменьшится на dx.
Lx=(L-dL)(x-dx)+y*dL (3.10)
Раскрывая скобки и пренебрегая членом dLdx, как величину второго порядка, после разделения переменных получим: (3.11) Вид функции y*=f(x) определяется формой кривой равновесия и не может быть установлен аналитически.9 Здесь F - количество исходной смеси. W - количество остатка. xF - концентрация НК в исходной смеси. xw - концентрация НК в остатке. Обычно уравнение (5.112) решается графически.
Знаем По уравнению 3.11, находим W. Количество дистиллята . Составим материальный баланс по НК: (3.12) Здесь - -средний состав получаемого дистиллята. Находим : (3.13)
Итак, находим количество и средний состав дистиллята.
Ректификация
Ректификация - процесс разделения жидких смесей, который сводится к одновременно протекающей и многократно повторяемых процессов частичного испарения и конденсации разделяемый смеси на поверхности контакта фаз. Рассмотрим непрерывную бинарную ректификацию. Рис. 5.35 Фазовая диаграмма T – x,y.
Исходная смесь состава x1 нагрета до Т1 кипения. При этом получим пар, находящийся в равновесии с жидкостью. При конденсации этого пара образуется жидкость (конденсат) состава х2 =y1*, которая обогащена НК. Нагрев эту жидкость до Т2, и сконденсировав образующие пары, получим конденсат состава х3=y2*. Как видно x3>x2>x Т.о. можно получить жидкость, практически из НК. Описанный процесс можно осуществлять в многоступенчатой установке, каждая ступень которой является аппаратом простой перегонки. Ректификацией в виде остатка можно получить, чистый ВК. Процесс ректификации осуществляют путем многократного контакта между неравновесными жидкой и газовой фазами, движущихся относительно друг друга. Процесс ректификации осуществляется периодически и непрерывно при р = ратм, рвак и ризб. Для непрерывного процесса ректификации необходимо, чтобы исходная смесь соприкасалась со встречным потоком пара с несколько большей концентрацией ВК, чем в жидкой смеси.
Рис.5.36 Схема ректификационной установки непрерывного действия.
Место ввода исходной смеси, нагретой до температуры кипения в подогревателе, называют тарелкой питания. Положение питающей тарелки специально рассчитывают. Тарелка питания делит колонну на две части: верхнюю - укрепляющую, нижнюю - исчерпывающую.
В укрепляющей части происходит обогащение поднимающихся паров НК, а в исчерпывающей - удаление НК. Поток пара, поднимающегося по колонне, поддерживается испарением части кубовой жидкости в кипятильнике, а поток жидкости, идущей по колонне сверху вниз - возвратом части флегмы, образующейся при конденсации выходящих из колонны паров в дефлегматоре. Отношение киломолей флегмы Ф, приходящейся на 1 кмоль отбираемого дистиллята P, называют флегмовым числом:
R=Ф/Р (3.14)
Жидкость, выходящая из низа колонны также делится на 2 части. Одна часть идет в кипятильник, другая в сборник.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 971; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.190.152.38 (0.01 с.) |