Главная -> Словарь

Установившемся состоянии

Когда раствор, содержащий два углеводородных компонента А и В , тщательно смешивают с частично растворимым растворителем, обмен молекулами протекает между двумя фазами. Когда установится равновесие, фаза растворителя будет содержать некоторое количество углеводородных молекул, а углеводородная фаза — некоторое количество молекул растворителя. Относительные количества углеводородных компонентов А и В в двух жидких фазах обычно различны в зависимости от их коэффициентов распределения. Для многоступенчатого процесса углеводородный состав в двух фазах описывается уравнением:

В замкнутом сосуде наряду с испарением жидкости происходит и обратный процесс — конденсация паров в жидкость. Молекулы пара, находясь в непрерывном движении, могут сталкиваться друг с другом и со стенками сосуда, могут приближаться к поверхности жидкости и возвращаться в нее. В начале испарения количество молекул, переходящих в пар, больше, чем количество молекул, возвращающихся обратно в жидкость. По мере увеличения количества пара растет и количество молекул, возвращающихся в жидкость. Наконец, установится равновесие: сколько молекул будет переходить в единицу времени из жидкости в пар, столько же молекул будет возвращаться из пара в жидкость. Такое равновесие называется подвижным или динамическим. С этого момента количества жидкости и пара остаются неизменными.

Количество воды в различных видах твердых горючих ископаемых колеблется в широких пределах. В естественных условиях торф и уголь обычно сильно увлажнены. После добычи из недр земли топливо начинает утрачивать часть влаги. Это продолжается, пока не установится равновесие между давлением паров воды в топливе и относительной влажностью окружающего воздуха. Вода, выделившаяся в результате естественного испарения, называется внешней, а оставшаяся в углях — внутренней, или гигроскопической, влагой.

Для определения числа теоретических тарелок, эквивалентных ректифицирующей способности испытуемого прибора, поступают следующим образом. Смесь двух жидкостей, для которых известна кривая равновесия состава пара и жидкости , кипятят в течение 2—3 час., пока между парами и жидкостью не установится равновесие. При этом пары, поднимающиеся по ректификационному аппарату при помощи специально установленного конденсатора , полностью конденсируются и возвращаются на насадку. О количестве возвращаемой флегмы обычно судят по числу капель конденсата, стекающего из конденсатора на верх насадки и с низа насадки в колбу.

Фракции отбирают после того, как установится равновесие между стекающей по насадке жидкостью и поднимающимися парами, а также оптимальное количество орошения .

Была предпринята попытка применить для определения молекулярного веса асфальтенов методику так называемого принципа «равных давлений паров» . Принцип этой изящной методики, предложенной более 70 лет назад , был экспериментально разработан К. Растом . Если в замкнутом пространстве поместить два раствора нелетучих веществ в одном и том же растворителе, то вследствие более высокого парциального давления паров растворителя над поверхностью менее концентрированного раствора будет происходить изотермическая перегонка растворителя от менее концентрированного раствора к более концентрированному до тех пор, пока молярные концентрации обоих растворов не уравняются и не установится равновесие.

Если подобрать эталонный раствор известного вещества и определенной молярной концентрации так, чтобы растворитель не перегонялся из него в ту часть прибора, в которой помещен раствор с исследуемым веществом, то в этом случае изотермическая перегонка паров растворителя будет идти в обратном направлении, т. е. из раствора исследуемого вещества к эталонному раствору до тех пор, пока не установится равновесие между обоими растворами. Равновесие же наступит тогда, когда будет достигнуто равенство молярных концентраций компонентов в эталонном и исследуемом растворах. Зная молярную концентрацию вещества в эталонном растворе, определяют и равную ей молярную концентрацию раствора исследуемого вещества, и весо-*вую концентрацию последнего. Исходя из этих данных вычисляют молекулярный вес исследуемого вещества. В качестве растворителя в опытах использовался толуол, а в качестве эталонного вещества — азобензол. Размер капель в приборе измерялся с помощью микроскопа. При обеспечении достаточной прецезионности измерения размеров капель метод этот представляется перспективным.

Кирби для определения молекулярного веса асфальтенов пытался использовать метод «равных давлений пара». Этот изящный метод, предложенный около 60 лет назад Баржером , экспериментально разработан Расто.м . Если в замкнутом пространстве поместить два раствора с разными молярными долями растворенных веществ в одном и том же растворителе, то вследствие большего давления пара растворителя над менее концентрированным раствором из последнего будет происходить изотермическая перегонка растворителя до тех пор, пока молярные концентрации обоих растворов не уравняются. Если подобрать эталонный раствор так, чтобы растворитель не перегонялся из него в ту часть прибора, в которой помещен исследуемый раствор, то в этом случае изотермическая перегонка будет идти в обратном направлении, т. е. из исследуемого образца к эталонному, до тех пор, пока не установится равновесие между обоими растворами. Равновесие наступит, когда будет достигнуто равенство молярных долей компонентов в эталонном и исследуемом растворах. Зная молярную концентрацию эталонного раствора, мы находим и равную ей молярную концентрацию раствора исследуемого вещества и весовую концентрацию последнего, а основываясь на этих данных, легко вычислить молекулярный вес исследуемого вещества.

дет заполнена. Дальнейшее поступление исходной смеси в слой адсорбента приведет к тому, что молекулы, отличающиеся более высокой адсорбируе-мостью, будут частично вытеснять с поверхности адсорбента молекулы вещества с меньшей адсорбируемостью и установится равновесие между адсорбированной и неадсорбированной средами.

Если в слой адсорбента ввести сравнительно небольшое количество разделяемой смеси, то в этом случае адсорбируются все ее компоненты. Это происходит до тех пор, пока вся поверхность адсорбента не будет заполнена. Дальнейшее поступление в слой адсорбента исходной смеси приведет к тому, что молекулы, отличающиеся более высокой адсорбируемостью, будут частично вытеснять с поверхности адсорбента молекулы вещества с меньшей адсорбируемостью и установится равновесие между адсорбированной и неадсорбированной средами.

Кирби 148))) для определения молекулярного веса асфальтепов пытался использовать метод «равных давлений пара». Этот изящный метод, предложенный более 50 лет назад Варжером 149))), экспериментально разработан Растом 150))). Если в замкнутом пространстве поместить два раствора с разными молярными долями растворенных веществ в одном и том же растворителе, то вследствие большего давления пара растворителя над менее концентрированным раствором из последнего будет происходить изотермическая перегонка растворителя до тех пор, пока молярные концентрации обоих растворен не уравняются. Если подобрать эталонный раствор так, чтобы растворитель не перегонялся из него в ту часть прибора, в которой помещен исследуемый раствор, то в этом случае изотермическая перегонка будет идти в обратном направлении, т. е. из исследуемого образца к эталонному, до тех пор пока не установится равновесие между обоими растворами. Равновесие наступит, когда будет достигнуто равенство молярных долей компонентов в эталонном и исследуемом растворах. Зная молярную концентрацию эталонного раствора, мы находим и рапную ей молярную концентрацию раствора исследуемого вещества и весовую концентрацию последнего, а основываясь на этих данных, легко вычислить молекулярный вес исследуемого вещества.

Особую группу методов расчёта процессов разделения составляют релаксационные методы. Независимыми переменными в этих методах обычно являются концентрации компонентов и потоки жидкости на тарелках. Впервые этот метод был использован для решения уравнений материального баланса и фазового равновесия . В отличии от рассмотренных методов он основан на уравнениях, записываемых для нестационарных условий, но имеет своей целью расчет процесса разделения в установившемся состоянии. Данный метод, обладает слишком малой скоростью сходимости, чтобы иметь практическую ценность. Несмотря на это, из-за устойчивости сходимости и простоты осуществления расчета сложных разделительных оисгем многие исследователи применяют этот метод, используя различные модификации .

Когда внешняя потенциальная сила имеет постоянную величину, как, например, в случае гравитационнвго поля, движение частицы в установившемся состоянии представляет собой суперпозицию постоянной скорости, равной скорости свободного падения в жидкости-и скорости, определяемой движением жидкости. Вследствие линей-

Чем больше концентрация остаточного кокса, тем меньше кокса откладывается при крекинге. С другой стороны, в соответствии с уравнением , степень регенерации не зависит от первоначального содержания кокса. Чем больше закоксован катализатор, тем больше кокса удаляется за одно и то же время регенерации. При некотором содержании остаточного кокса должно установиться равенство между приростом кокса при крекинге и выжигом его при регенерации. При установившемся состоянии:

Это уравнение позволяет определить величину т', концентрацию кокса после цикла крекинга С и концентрацию остаточного кокса Сост, при установившемся состоянии.

При установившемся состоянии процесса концентрация Хк в аппарате остается постоянной, поскольку изменение концентрации в результате «вымывания» компенсируется ее изменением в результате адсорбции. На основании этого можно приравнять правые части уравнений