Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 [ 31 ] 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

Рис. 1П-5. Графическое представление процесса многократной коидеясации бинарной смеси

X X, X, з> у. У, Уз х,у 1

На второй ступени этот паровой остаток охлаждается от температуры t, до температуры tj, в результате чего часть паров вновь сконденсируется. При этом остаток паров

У2-2 W2D2 WD WjOj

W, с, WoC

= Fee = F(l-r )(l-r ).

Паровой остаток после к-й ступени однократной конденсации составит

Поскольку е, = 1 - j < 1 , то увеличение числа ступеней ОК приводт"

к уменьшению массы остатка в каждой последующей ступени.

Процесс многократной конденсации можно проводить вплоть до - температуры кипения НКК, однако выход НКК высокой степени чистоты будет мал.

При сопоставлении однократной и многократной конденсации соображения, аналогичные предыдущим, позволяют сделать следующие выводы.

При одинаковой конечной температуре конденсации вес конденсата при однократном процессе больше, чем при многократной конденсации. При одинаковой степени конденсации конечная температура процесса в условиях однократной конденсации выше, чем при многократной конденсации, и потому концентрация НКК в остатке паров меньше.

Процесс конденсации в три ступени на графике изобарных температурных кривых характеризуется ступенчатой линией ОСОС202С:02. С увеличением числа ступеней конденсации площадки DC, Д, CjDj и D2C3D3 уменьшаются и при бесконечном числе ступеней они превращаются в точки. Течение процесса в этом случае изобразится перемещением из точки D в точку D3 по кривой конденсации. Такой процесс называется постепенной конденсацией.

Процесс трехкратной конденсации на энтальпийной диаграмме характеризуется ступенчатой линией dc, d, C2d2C3d3.

ПОСТЕПЕННОЕ ИСПАРЕНИЕ (КОНДЕНСАЦИЯ)

Бинарные смеси. Рассмотрим постепенное испарение бинарной системы. Пусть в какой-то произвольный момент времени масса загрузки в испарителе будет д, а концентрация НКК в ней х. При бесконечно малом изменении температуры часть жидкости dg испарится, а состав жидкой фазы изменится на величину dx и станет равным х - dx. При этом образуется паровая фаза состава у.

Уравнение материального баланса по НКК для такого элементарного процесса запишется следующим образом:

дх = ydg + [д- dg)(x - dx).

Отбросив бесконечно малые второго порядка, после преобразований получим

dg dx

Я У-х

Проинтегрировав это дифференциальное уравнение в пределах от начального состояния системы F и Хр ао некоторого промежуточного состояния g и X, получим

или 1п£ = -

д Jy-x F

(III. 19)

Это уравнение носит название уравнения Рейлея.

Поскольку образующиеся в процессе постепенного испарения пары состава у находятся в равновесии с жидкостью состава х, то, заменив у в уравнении (III. 19) согласно уравнению равновесия

(а-1)х + 1

И проинтегрировав, получим

1п = а1п4:4. (III.20)

l-Xf

В таком виде уравнение Рейлея используется для определения средней величины коэффициента относительной летучести а по результатам постепенной перегонки.

Из материального баланса постепенной перегонки определяются средний состав отогнанного продукта (фракции)

У gii -gi4li41 g/i -g,4-l4l

9i -g,4i D,

И средний состав отгона

Fxp -дх Fxp - дх >~ F-g - D

Аналогичный анализ может быть проведен и для процесса постепенной конденсации.

Материальный баланс процесса для бесконечно малой массы сконденсированных паров запишется следующим образом:

Gy = xdG + (G - dG)(y + dy).

Отсюда получим следующее дифференциальное уравнение:

dC dy с у-х

Проинтегрировав это уравнение в пределах от F и ур до G и у, получим

Jf=}ил„,F>C;y,<y, .nf = -}.

Если принять во внимание состояние равновесия между паровым остатком состава у и конденсатом состава х, то после интегрирования получим

,п4 = а1п

< J

Это уравнение также может быть использовано для определения средней величины коэффициента относительной летучести в интервале температур конденсации.