P1070674

93. WPŁYW STANU CIEPLNEGO SURÓWKI

Liczbę e, charakteryzującą stan cieplny surówki, definiuje się jako stosunek ciepła potizebnego do zamiany 1 mola surówki w parę nasyconą suchą do molowego ciepła parowania surówki.

e

(9.12)

gdzie i", j> — odpowiednio entalpia 1 mola pary nasyconej suchej w temperaturze wrzenia surówki oraz entalpia 1 mola surówki dopływającej do ko-

J

lumny w temperaturze t_F, —-p

r — molowe ciepło parowania surówki,

Rozróżnia się przypadki:

1)    surówka dopływa w temperaturze t_F, niższej od temperatury wrzenia surówki, e >1,

2)    surówka dopływa w temperaturze wrzenia, e = 1.

3)    surówka dopływa jako mieszanina pary nasyconej i cieczy wrzącej, 0<e<l. „

4)    surówka dopływa jako para nasycona sucha, e = 0,

5)    surówka dopływa jako para przegrzana, e < 0.

Liczbę e można uwzględnić w bilansie materiałowym półki zasilanej:

F + L + G' =V + G.    (9.13)

W równaniu (9.13) wartości L i G'odnoszą się do dolnej części kolumny:

(9.14)

G = G + F (e — 1).

Równanie linii e, która jest miejscem geometrycznym punktów przecięcia górnej i dolnej linii operacyjnej w zależności od stanu cieplnego surówki, ma postać:

(9.15)

(9.16)

e    xp

e — 1 * e — 1

9 A. MINIMUM LICZBY POWROTU

Jeżeli surówka dopływa w temperaturze wrzenia to:

x_D—yr

yr — xp

gdzie: y_F — ułamek molowy czynnika niżej wrzącego w parze będącej w równowadze z cieczą o składzie x_r. Wartość tę odczytuje się zwykle z wykresu krzywej równowagi.

gdzie: P_a — prężność czystego składnika niżej wrzącego, Pb — prężność czystego składnika wyżej wrzącego.

9.6. REKTYFIKACJA OKRESOWA

9.6.1. Rektyfikacja okresowa przy stałym składzie destylatn i zmiennym R

W wyniku ciągłej zmiany stężenia surówki, chcąc utrzymywać stały skład destylatu w kotle, należy zwiększać liczbę powrotu R. Korzystamy z wykresów R = f[x), gdzie x — skład cieczy w kotle, oraz R = j\D), gdzie D — liczba moli odbieranego destylatu. Bilans materiałowy:

(9.19)

(9.20)

L_x —L₂ = D,

L_x Xf — L₂ x — D x_D,

x

Xn — X

(9.18)

(9.17)

lg ^X° 1 ~ ^Xw

_n< _ Xw \ —x_D

lg a

gdzie: ri — liczba półek teoretycznych łącznie z kotłem, a — współczynnik lotności względnej.

(921)

gdzie: L_x — liczba moli surówki na początku procesu,

L₂ — liczba moli cieczy w kotle w danym momencie czasu, x_F — skład surówki na początku procesu w uł. mol. składnika niżej wrzącego, x — skład cieczy w kotje w danym momencie czasu,

D — liczba moli otrzymanego destylatu.

9.6.2. Rektyfikacja okresowa przy zmiennym składzie destylatu i stałym R

Wyznacza się liczbę pólek teoretycznych dla początkowego momentu rektyfikacji Następnie prowadzi się szereg linii operacyjnych pod tym samym kątem i dla danej liczby półek ustala zależność między składem cieczy w kotle a składem destylatu. W obliczeniach wykorzystuje się równanie: