Расчет процесса ОИ. Материальный и тепловой баланс ОИ.

- материальный баланс

Без подбора, однозначно определяется при заданных

Пересчет мольной доли отгона в массовую

- тепловой баланс

-уравнение прямой, проходящей через три точки на энтальпийной диаграмме

;

 

 

Постепенное испарение

Процесс осуществляется так, что пары, образовавшиеся при испарении, удаляются из системы непрерывно в момент их образования. Образовавшиеся в системе паровая и жидкая фазы всегда находятся в состоянии равновесия.

(1) – материальный баланс по НКК для элементарного процесса; где g – масса загрузки в испарители, x – концентрация в ней НКК,

dg - часть испарившейся жидкости, dx – изменившийся состав жидкой фазы,

(x-dx) – новый состав жидкости, y – состав паровой фазы.

Из уравнения (1) →

(2) – уравнение Рейлея.

(3) – пар находится в равновесии с жидкостью.

(4) – уравнение КРФ через y.

подставим урав (4) в урав (2) →

- уравнение Рейлея, используется для определения по результатам постепенной перегонки.

- средний состав отгона.

2)

Начало перегонки: g₀, x_0. В рассматриваемый момент: g, x

После увеличения температуры: dg – испаряется, состав y,

g-dg - неиспарившаяся жидкость, состава x-dx.

 

Материальный баланс:

Уравнение Рейлея

 

Постепенная конденсация

(1) – материальный баланс для бесконечно малой массы сконденсированных паров

Из уравнения (1) →

(2) – уравнение Рейлея.

(3) – пар находится в равновесии с жидкостью.

(4) – уравнение КРФ через x.

подставим урав (4) в урав (2) →

- уравнение Рейлея, используется для определения в интервале температур конденсации.

- средний состав конденсата.

2)

 

Многократное испарение

Процесс многократного испарения состоит из повторений процесса однократного испарения для более полного разделения исходной смеси.

 

 

сепаратор сепаратор

F испаритель испаритель

 

 

Пусть многократному испарению подвергается смесь с содержанием НКК , находящаяся при тем-ре - т.F, f.

Проводим ОИ при тем-ре будут получены составы жидкой и паровой фаз и , при этом на первой ступени: ,относ.кол-во исп.ж-и:

, масса жидкого остатка:

.Жидкий остаток подвергают ОИ во второй ступени при . Образовавшиеся жидкая и паровая фазы будут иметь состав и . , доля неиспарившейся жидкости: . Масса жидкого остатка:

. После проведения (к) ступеней ОИ, масса жидкости: . С повышением ступеней ОИ, уменьшается масса жидкого остатка. Процесс МИ – линия .

ОИ обеспечивает больший отгон, но жидкая фаза содержит больше НКК, т.е. разделение при МИ лучше. При уменьшении перепадов температур и увеличении числа ступеней МИ переходит в пределе в постепенное испарение

 

33. Многократная конденсация

 

 

 

сепаратор сепаратор

F

конденсатор конденсатор

 

 

 

При охлаждении паров с начальной концентрацией НКК

от - т.F (f) до происходит частичная конденсация.

Масса парового остатка: .

На второй ступени паровой остаток охлаждается от до → еще часть паров сконденсируется и масса остатка:

После к-ой ступени конденсации, масса остатка будет:

.

Процесс МК:

.

 

Сущность процесса ректификации

Ректификация – это диффузионный процесс разделения жидких смесей взаимно растворимых компонентов, различающихся по температурам кипения, который осуществляют путем контактирования неравновесных паровой и жидкой фаз. Для получения продуктов с заданной концентрацией компонентов и высокими выходами используют процесс ректификации, который широко применяется в нефтегазопереработке, химической, нефтехимической промышленности.

Вступающие в контакт пары и жидкость при ректификации не находятся в равновесии, но в результате контакта фазы стремятся достичь его или приблизиться к этому состоянию.

Пусть на каждую n-ю тарелку с вышележащей тарелки стекает

жидкость в количестве при температуре и с нижерасположенной тарелки поднимаются пары в количестве при температуре . При контакте на n-й тарелке система достигает состояния равновесия, при котором пар и жидкость будут иметь одинаковую температуру. Для осуществления процесса ректификации температурный режим в колонне должен быть таким, чтобы температура убывала в направлении движения потока