Автор работы: Пользователь скрыл имя, 08 Сентября 2012 в 17:43, лабораторная работа
Цель работы – изучение процесса разделения бинарной смеси в ректификационной колонне действия.
Ректификация – это процесс разделения жидких или газовых смесей на практически чистые компоненты. Она основана на разной летучести этих компонентов и возвращение в аппарат части продукта для многократного тепломассообмена. Процесс ректификации осуществляют в противоточных аппаратах, называемых ректификационными колоннами. В ректификационной колонне поток пара движется снизу вверх, а жидкость стекает вниз.
4
Лабораторная работа № 5
изучение процесса ректификации
Цель работы – изучение процесса разделения бинарной смеси в ректификационной колонне действия.
Теоретическая часть.
Ректификация – это процесс разделения жидких или газовых смесей на практически чистые компоненты. Она основана на разной летучести этих компонентов и возвращение в аппарат части продукта для многократного тепломассообмена. Процесс ректификации осуществляют в противоточных аппаратах, называемых ректификационными колоннами. В ректификационной колонне поток пара движется снизу вверх, а жидкость стекает вниз. Вследствие отсутствия равновесия между жидкостью и паром при их контакте происходит процесс массообмена, обусловленный стремлением системы к состоянию равновесия. В результате пар несколько обогащается более летучим - низкокипящим компонентом (ПК), а жидкость менее летучим высококипящим (ВК).
Таким образом, процесс ректификации осуществляется путем многократного контакта между неравновесными жидкой и паровой фазами, движущимися относительно друг друга.
Схема ректификационной установки:
1 – сборник; 2 – насос; 3 – напорный бак; 4 – подогреватель; 5 – колонна;
6 – куб-испаритель; 7,11 – холодильник; 8 –дефлегматор;
9,10 – промежуточные емкости; B1 ÷ В12 – вентили.
Результаты измерений:
№ замера | Время, час, мин | Температура, ºC | Концентрация, % (об) | Расход, л/мин | ||||||
T1 | T2 | T4 | A1 | A2 | A3 | P1(м3 /с) | P2(м3 /с) | P4(м3 /с) | ||
1 | 0:00 | 22,5 | 17 | 25 | 11,3 | 64,7 | 7,8 | 4,7∙10-6 | 0,85∙10-6 | 0,55∙10-6 |
2 | 0:15 | 23 | 16,5 | 16,5 | 18,9 | 59,6 | 6,5 | 4,7∙10-6 | 0,85∙10-6 | 0,55∙10-6 |
3 | 0:30 | 23 | 16,5 | 19,5 | 17,4 | 56,1 | 4,6 | 4,7∙10-6 | 0,85∙10-6 | 0,55∙10-6 |
4 | 0:45 | 23 | 17 | 19,5 | 18,5 | 56,1 | 5,8 | 4,7∙10-6 | 0,85∙10-6 | 0,55∙10-6 |
, где: 1 – исходная смесь; 2 – кубовый остаток; 3 – дистиллят.
αf =
αd =
αw =
Для построения равновесной кривой возьмем данные из справочника:
x | 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
y | 0 | 33.2 | 44.2 | 53.1 | 57.6 | 61.4 | 65.4 | 69.9 | 75.3 | 81.8 | 89.8 | 100 |
t | 100 | 90.5 | 86.5 | 83.2 | 81.7 | 80.8 | 80 | 79.4 | 79 | 78.6 | 78.4 | 78.1 |
Этиловый спирт и вода.
флегмовое число: R=1,25
Найдем В – отрезок, отсекаемый на оси ординат рабочей линией укрепляющей части колонны.
Графическим построением ступеней от до определили число теоретических тарелок. Средний коэффициент полезного действия тарелки определяется как отношение:
ВЫВОД
Изучили процесс разделения бинарной смеси в ректификационной колонне действия. Графическим построением ступеней от до определили число теоретических тарелок.