Главная -> Словарь

Концентраций компонентов

Если использование концентраций компонента в газовой фазе неудобно , все расчетные соотношения следует оставить теми же, но вместо CG нужно подставить р. При этом, например, уравнение равновесия можно записать в виде: С? = / -

Перенос вещества между фазами обусловлен разностью концентраций компонента в контактирующих фазах. При этом между фазами отсутствует равновесие. В результате массообмена концентрация каждого компонента в обеих фазах изменится и в конце концов наступит состояние равновесия. Состояние равновесия следует понимать так, что обмен между фазами не прекращается, однако скорости перехода компонентов из одной фазы в другую выравниваются. Это проявляется внешне в том, что все характеристики обеих фаз могут оставаться сколь угодно долго неизменными. В состоянии равновесия между концентрациями любого компонента смеси в обеих фазах имеется определенная зависимость. Так, если в фазе L концентрация какого-то компонента х', а в фазе G — концентрация у'*, то в состоянии равновесия

получим так называемое уравнение рабочей линии, которое дает зависимость между неравновесными составами фаз в произвольном сечении аппарата. Уравнение рабочей линии позволяет проследить за изменением концентраций компонента по высоте аппарата. При / = L/G = const уравнение рабочей линии в координатах х—у будет прямой с тангенсом угла наклона к оси абсцисс, равным / .

Уравнение рабочей линии дает зависимость между рабочими составами фаз в произвольном сечении аппарата. Оно позволяет выявить изменение концентраций компонента по высоте аппарата.

Отличительной особенностью прямоточного процесса является также то обстоятельство, что в предельном случае выходные концентрации фаз ук и хк стремятся к равновесию. Поэтому, как правило, разность концентраций компонента в фазах на выходе из аппарата незначительна.

Поскольку парциальное давление компонента пропорционально его концентрации, то движущая сила процесса абсорбции или десорбции может быть выражена также через разность концентраций компонента в газовой Ау = у — ур или жидкой фазе Ах = хр — х.

фициент массопередачи, зависящий от химической природы исходного вещества и продуктов реакции, а также от физических факторов , гидродинамических факторов и др.; АС — движущая сила процесса, которая выражается через разность концентраций компонента в газовой фазе в данный момент и в момент равновесия; F — поверхность раздела фаз.

Выражение принято называть уравнением Рауля — Дальтона. Из этого уравнения найдем соотношение концентраций компонента в фазах:

где Кг — коэффициент, равный соотношению концентраций компонента в равновесных фазах, который принято называть константой фазового равновесия компонента.

Если KY измерять в кг(((, то в выражении коэффициент UolKrf имеет размерность длины , а интеграл отношения изменения концентрации dY потока фазы G к .движущей силе У* — У в этой фазе является безразмерным числом. Этот интеграл, взятый в пределах концентраций компонента на входе в аппарат и на выходе из аппарата , называют числом единиц переноса NY, а размерный коэффициент — высотой аппарата , эквивалентной одной единице переноса, или, сокрг щенно, высотой единицы переноса.

фициент масео'передачи, зависящий от химической природы исходного вещества и продуктов реакции, а также от физических факторов , гидродинамических факторов и др.; АС — движущая сила процесса, которая выражается через разность концентраций компонента в газовой фазе в данный момент и в момент равновесия; F — поверхность раздела фаз.

Значения массовых концентраций компонентов системы полностью характеризует ее состав.

После посекционных расчетов выполняют прямой расчет распределения температур, потоков и концентраций компонентов в

Форма записи, исходной системы уравнений математического описания процесса ректификации, зависит от того, как представлены составы нефтяных смесей: в непрерывном или в дискретном виде. При непрерывном представлении смеси все уравнения имеют тот же вид, что и для случая дискретного представления, отличаясь введением дифференциальных функций распределения состава смеси вместо концентраций компонентов. То есть, для непрерывного представления смесей искомыми являются кривые функций распределения составов, а для дискретного представления -концентрации компонентов. В первом случае задача расчета сводится к решению системы нелинейных дифференциальных уравнений,, во втором -к решению системы нелинейных алгебраических уравнений, математического описания процесса ректификации.

Уравнения материального баланса используют для расчета полей концентраций компонентов, уравнение баланса тепловой энергии — для расчета поля температуры, уравнение баланса кинетической энергии — для расчета поля давления. Для большинства промышленных аппаратов изменение давления не сказывается существенно на результатах процесса, и уравнение баланса кинетической энергии можно записать в виде: -

Кроме того, величины кинетических параметров обычно определяют поисковым методом из условия совпадения рассчитываемых , т. е. зависящих от кинетических параметров, и экспериментальных величин мольных потоков или концентраций компонентов , температуры , давления на выходе из аппаратов. С этой целью минимизируют сумму квадратов отклонений рассчитываемых и экспериментальных величин При этом возможен результат, когда подобранные параметры обеспечат удовлетворительное совпадение по одним показателям, но неудовлетворительное — по другим. Чтобы этого не произошло, вводят для каждой минимизируемой суммы квадратов отклонений коэффициенты значимости i показателя — г,-. Поэтому в большинстве последних работ кинетические показатели определяют из условия минимума функции F:

Температура низа стабилизационных колонн определяется методом подбора из условия, что сумма произведений мольных концентраций компонентов на их константы фазового равновесия должна быть равна единице, т. е.

где ij) — некоторая функция от концентраций компонентов и коэффициентов bi, . . ., Ът; зависящих от температуры. Вид функции г может быть любым, существенно лишь, чтобы он был одинаков для каждого кинетического уравнения, т. е. не зависел бы от i и /. Например, при протекании гетерогеннокаталитической изомеризации уравнение для ijj может иметь вид:

главу II). Для пиролиза в трубчатом змеевике внутреннего радиуса Л, обогреваемом снаружи, возможна температурная неоднородность по сечению трубы. Следствием будет различие скоростей процесса и концентраций компонентов С в разных точках сечения трубы.

где G — массовый поток в трубе; рт — общий коэффициент теплопередачи с граничными условиями С,- = Cio, Т = Г0. В и ниже С((( имеют смысл средних концентраций компонентов. Расчет по системе или требует учета изменения v по длине змеевика. Если Gy и Gb — массовые потоки углеводородов и воды, Mi и NI — молекулярная масса и мольная доля г -го компонента, то

где Кг — коэффициент распределения 1-го компонента между жидкой и твердой фазами, равный равновесному отношению концентраций компонентов х,- и г/, в жидкой и твердой фазах; С — число атомов углерода в молекуле н-парафина; Т — температура, К.

где Кг — коэффициент распределения г-го компонента между жидкой и твердой фазами, равный равновесному отношению концентраций компонентов л:,- и г/j в жидкой и твердой фазах; С — число атомов углерода в молекуле н-парафина; Т — температура, К-