ответы на вопросы по лабе перегонка бинарной смеси

1

1. Перегонка-процесс разделения однородных смесей,состоящих из 2-х или большего числа компонентов.

2. -процесс,включающий частичное испарение разделяемой смеси и последующую конденсацию образовавшихся паров.

3. -процесс обогащения бинарной жидкости легколетучим компонентом за счет ее частичного испарения с последующей конденсацией

Уходящий пар богат НК(легколетучий) компонентом,а остающаяся жидкость обогащена высококипящим(труднолетучим) компонентом.

4. – метод основан на различной летучести компонентов бинарной смеси.

Фракционная перегонка- способ разделения смеси жидких веществ,основанный на различной температуре кипения компонентов смеси. Перегоняемая жидкость(дистиллят) собирается в разные приемники отдельными порциями (фракциями)

2

Так как оба компонента являются летучими, оба переходят в пары,но в разной степени,поэтому образовавшиеся при перегонке пары не представляют собой чистого НК.

При простой перегонке смеси веществ, имеющих разницу температур кипения менее 80 градусов , нельзя добиться их полного разделения,а можно лишь выделить отдельные фракции:

1. Смесь с более летучим компонентом(примеси)

2. Смесь компонентов

3. С высококипящим веществом(примеси)

3

При простой перегонке по мере уменьшения количества жидкости в кубе концентрация НК в кубовой жидкости и дистилляте изменяется. Уравнение, описывающее изменение концентраций при изменении количества жидкости в кубе,можно получить на основе рассмотрения баланса по НК.

Если в какой-то момент времени количество жидкости в кубе равно L,а концентрация НК х, то количество его в кубе равно Lx. Пусть за небольшой промежуток времени dt количество испарившейся из куба жидкости равно dL, а концентрация НК изменится на величину dx. Тогда количество НК в кубе будет равно (L – dL)(x-dx) и его убыль составит Lx- (L-dL)(x-dx). Будем считать, что пар имеет состав,равновесный составу жидкости ,концентрацию НК в котором обозначим у*. количество НК, перешедшее в пар, равно у*dL.

Уравнение баланса примет вид:

у*dL=L*x- (L-dL)(x-dx)

раскрыв скобки и ,опустив произведение дифференциалов в силу второго порядка малости, получим:

Если в начальный и конечный момент времени количество жидкости в кубе равно F и W,а концентрации летучего компонента х_F и х_{W соответственно, то,интегрируя функцию 1/} (у*-х) в пределах от конечного к начальному , получим уравнение ,которое часто называют уравнением простой перегонки:

Это уравнение позволяет установить соотношение между количеством жидкости в кубовом остатке и концентрацией в нем НК.

4

Основными элементами установки являются куб- кипятильник , в котором находится разделяемая смесь жидкостей , холодильник- конденсатор паров жидкости и сборник дистиллята .

5

Различают два вида перегонки – простая перегонка (дистилляция) и ректификация.

Простая перегонка– процесс однократного частичного испарения жидкой смеси и конденсации образующихся паров. Простая перегонка используется только для разделения смесей, летучести компонентов которой существенно различаются. Метод используется для предварительного (грубого) разделения смесей и для очистки сложных смесей от нежелательных компонентов. Для более четкого разделения используют ректификацию.

Ректификация– процесс многократного частичного испарения жидкости и конденсации паров. Процесс протекает путем контакта потоков жидкости и пара, имеющих различную температуру и осуществляется в аппаратах колонного типа. В результате такого контакта пары, покидающие аппарат, представляют собой практически чистый НК, а остаток представляет собой практически чистый ВК.

6

В составе дистиллята уменьшится содержание НК, так как пар будет конденсироваться в паропроводе в большей степени при выключенным спиральном нагревателе, чем при включенном.

7 Методика:

1. Открыть вентиль ВР1 на линии подачи воды в холодильник- конденсатор ХК и приоткрыть на 1/3 всех оборотов маховика вентиль ВР2 на линии подачи воды в обратный холодильник ОХ.

2. Включить тумблер подачи электропитания на спиральный нагреватель СЭ. Включить электропитание ТЭНа куба-кипятильника. После того как находящаяся в кубе жидкость закипит,ждать 10-15 минут, в течение которых устанавливается стационарный режим разделения и прекращается стекание капель конденсата по стенкам паропровода ПР в куб-кипятильник.

9

В данной работе использовался метод численного интегрирования .

+получаются результаты с приемлемой точностью

Для этого необходимо использовать ∆х малую в тех областях х , в которых интегрируемая функция быстро изменяется, и увеличивать ее в областях, где функция невелика.

При больших значениях концентрации функция изменяется незначительно.

10 Жидкая фаза обедняется,а паровая обогащается. Неиспарившаяся жидкость имеет состав , более богатый ВК ,а получаемый пар содержит относительно большое количество НК.