10. С какой целью в простой перегонке применяют дефлегмацию?

Флегма – практически чистый низкокипящий компонент, подающийся в колонну на орошение для создания устойчивого нисходящего движения потока жидкости. Проходя по колонне, она обогащается высококипящим компонентом и спускается в нижнюю часть колонны.

Дефлегмация – частичная конденсация смесей различных паров и газов с целью обогащения их низкокипящими компонентами. Дефлегмация основана на преимущественной конденсации высококипящих компонентов при их охлаждении.

Дефлегмацией пользуются как промежуточной стадией при разделении газовых смесей, а также в процессах дистилляции и ректификации. Самостоятельно дефлегмацию применяют при разделении газовых смесей дефлегматором, компоненты которых значительно различаются по температуре конденсации.

11. Объясните физический смысл явления дефлегмации.

Смотри прошлый вопрос.

12. В чем заключается принцип разделения смесей ректификацией?

Ректификация – процесс разделения двух и более компонентных жидкостей на фракции путем многократного испарения и конденсации пара. Технология позволяет разделить сырье на чистую паровую и жидкую фазы. Происходит это потому, что различные компоненты имеют разные температуры кипения. Когда пар поднимается, а жидкость стекает вниз, происходит тепломассообмен, который приводит к разделению на различные фракции.

1 3. Запишите уравнения материального баланса процесса ректификации.

Рассмотрим схему противоточного абсорбционного аппарата. Пусть в процессе массопередачи распределяемый компонент переходит из газовой фазы в жидкую фазу, тогда

Выделим в этом диффузионном объеме произвольное сечение, в котором (рабочие) концентрации компонента будут равны и . Обозначим через и соответственно количество инертной по отношению к распределяемому компоненту части жидкой и газовой фазы, т.е. в процессе массообмена и .

Уравнение материального баланса по распределяемому компоненту имеет вид

Для выбранного нами сечения это уравнение с учетом того, что и , запишется в виде

Решая это уравнение относительно получим зависимость

Уравнение линии рабочих концентраций при переходе распределяемого компонента из жидкой фазы в газовую, будет иметь вид

14. Какие допущения принимают при расчете процессов ректификации? Как строят рабочие линии ректификации? Основные допущения при построении рабочих линий

При графоаналитическом расчёте бинарной ректификации принимают ряд допущений, позволяющих упростить построение рабочей линии процесса ректификации на x,y-диаграмме.

Список допущений:

1) Равенство молярных теплот испарения компонентов ΔH_{исп НК} = ΔH_{исп ВК};

2) Отсутствие теплового эффекта смешения компонентов ΔH_см= 0;

3) Отсутствие тепловых потерь в окружающую среду Q_п= 0;

4) Отсутствие разделяющего действия кипятильника и дефлегматора, выражающееся в равенстве составов жидкости и пара в этих аппаратах x_W = y_W, x_P = y_P.

Следствия из допущений:

1) Из допущений 1-3 следует, что при конденсации из пара 1 моля высококипящего компонента выделяется ровно столько тепловой энергии, сколько необходимо на испарение из жидкости 1 моля низкокипящего компонента, и это тепло не теряется и целиком идёт на испарение. В результате мольные потоки жидкости и пара постоянны в пределах рассматриваемой части колонны, что в итоге даёт возможность считать рабочие линии прямыми.

2) Из допущения 4 следует, что рабочая линия нижней части колонны пересекает диагональ в точке x_W, а рабочая линия верхней части колонны пересекает диагональ в точке x_P.

Строя линию рабочих концентраций на диаграмме равновесия, можно графически определить движущую силу процесса и направление переноса распределяемого компонента.

Если рабочая линия расположена выше кривой равновесия, то распределяемый компонент переходит из газовой фазы в жидкую. Примером такого процесса является абсорбция.

В случае же когда линия равновесия расположена выше рабочей линии, то распределяемый компонент переходит из жидкой фазы в газовую. Примером такого процесса является ректификация.

Движущую силу процесса можно выразить как через концентрации компонента в жидкой фазе - ∆х, так и через концентрации в газовой фазе - ∆у.

Выберем на линии рабочих концентраций произвольно точку "А" с рабочими концентрациями х и у. Им соответствуют равновесные составы фаз у* и х*. Движущая сила процесса ректификации равна ∆х = х - х* или ∆у = у* - у.