43.Процесс ректификации.Урангение раб линии укрепляющей части колонны.Построение у-х.

Ректификация- процесс многократного противоточного контактирования встречных неравновесных потоков пара и жидкости с целью разделения жидких гомогенных смесей на фракции. Для получения уравнений рабочих линий используем общее для всех массообменных процессов уравнение, выразив применительно к ректификации входящие в него концентрации в мольных долях, т.к баланс по распределяемому компоненту: , то: , в итоге получим: Укрепляющая часть колоны. L=Ф=PR, количество поднимающихся паров: G=P+Ф=P (R+1), y_G=y_p и согласно допущению y_p=x_p, значит y_к=x_p. Подставляя данные получим: . Исчерпывающая часть колонны. L'=Ф+F=P (R+f) G'=G=P (R+1) x_к=x_Wy_н=y_W=x_W. Подставляем: .

. Построение рабочих линий по y-xдиаграмме

Для построения рабочих линий откладывают на оси абсцисс диаграммы составы x_W, x_F, x_p. Учитывая принятые допущения о равенстве составов пара и жидкостей на концах колонны, строят y_p. Величина Rизвестна, на оси ординат откладывают B=x_p/ (R+1), соединяют с точкой a. Из x_fподнимают перпендикуляр, получают точку b. ab - раб. Линия укрепляющей части колонны. В точке x_W- перпендикуляр до точки C. b_c - рабочая линия исчерпывающей части колонны. НКК переходит в паровую фазу, стремящуюся к равновсию с жидкой фазой.

35. Правило фаз Гиббса. При равновесии во всех частях системы должны быть постоянными давление и температура, в противном случае будут протекать процессы масс теплообмена. Для равновесных систем выполняется правило фаз Гиббса, которое устанавливает зависимость числа степеней свободы (N)

N=К+2-Ф где N -число степеней свободы системы; К - число компонентов; Ф-числофаз. Число степеней свободы системы - это число независимых переменных (температура, давление, концентрация компонентов), которые можно произвольно в определенных пределах изменять, не изменяя равновесие системы. В равновесной системе (N = 0) число сосуществующих фаз не может быть более Ф=К+2. Для двухфазных систем, число степеней свободы системы равно числу компонентов (N = К). В основном в курсе далее будут рассмотрены двухфазные системы. Бинарная смесь К=2, N=2, можно изменять температуру и концентрации, при постоянном внешнем давлении. В аппарате должен быть градиент t и x при постоянном π. Для много компонентных систем (нефть) К→∞ и N→∞, Поэтому для многокомпонентных систем (характерных для нефтепереработки) число степеней свободы может быть весьма велико.

37.Диаграмма t-у,х, их построение.Азеатропная смесь. t-x,y диаграмма - совмещенный график зависимостей температуры кипения жидкости от ее состава и температуры насыщенных паров от их состава. Для ее построения используются данные расчета равновесных составов паровой и жидкой фаз. Вначале в координатах t-х наносят точки, соответствующие температурам кипения жидкости и равновесным ее концентрациям Х. Через найденные точки проводят плавную линию, которая носит название линии кипения жидкости. Затем на эту же диаграмму наносят точки, соответствующие температурам кипения и равновесным составам пара У^*. Полученные точки так же соединяют плавной линией, которая называется линией насыщения (или конденсации)