Rektifikatsiya haqida umumiy tushunchalar

Download 1,19 Mb.
bet	6/10
Sana	12.12.2023
Hajmi	1,19 Mb.
	#117204

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Bog'liq
kurs ishim

Rektifikatsiya jarayonining moddiy va issiqlik

Rektifikatsiya haqida umumiy tushunchalar.

Suyuqlik aralashmalarini tashkil etuvchi komponentlarga bir necha marta qisman bug‘latish va bug‘larni kondensatsiyalash natijasida ajratishga rektifikatsiya deyiladi.
Odatda, eritmalarni to`la ajratishni faqat rektifikatsiya usuli ta’minlaydi. Bu jarayon nasadkali yoki tarelkali kolonnalarda o`tkaziladi. Kolonnada bug‘ va eritma qarama - qarshi yo`nalishda harakatlantiriladi va har bir to`qnashish moslamasida bug‘ kondensatsiyalansa, eritma esa bug‘ning kondensatsiyalanish issiqligi hisobiga qisman bug‘lanadi.
Shunday qilib, bug‘ engil uchuvchan komponent bilan, kolonnadan patsga oqib tushayotgan suyuqlik esa - qiyin uchuvchan komponent bilan boyitiladi. Bug‘ va eritmaning ko`p marta to`qnashishi hisobiga ditsillyat butunlay engil uchuvchan, kub qoldig‘i esa - qiyin uchuvchan komponentdan tarkib topgan bo`ladi.
Rektifikatsiya jarayonini hisoblashda quyidagi tahminlar qabul qilinadi:

1 kmol bug‘ kondensatsiyalanish davrida 1 kmol suyuqlik bug‘lanadi. Demak, rektifikatsion kolonnaning itsalgan ko`ndalang kesimida harakatlanayotgan bug‘ning miqdori bir xildir;
deflegmatorda kondensatsiyalanayotgan bug‘ning tarkibi

o`zgarmaydi. Demak, rektifikatsion kolonnadan chiqib ketayotgan ^b^u^g^‘ⁿⁱⁿ^g^t^a^r^kⁱ^bⁱ^dⁱ^t^s^ill^y^a^tⁿⁱ^kⁱ^g^a^t^eⁿ^g⁽^ud⁼^xd⁾^b^o^`^l^a^dⁱ^;
v) eritma bug‘lanishi davrida uning tarkibi o`zgarmaydi. Demak, bug‘lanish davrida hosil bo`lgan bug‘ning tarkibi kub qoldig‘inikiga ^t^eⁿ^g^l^a^s^h^a^dⁱ^,^y^a^’ⁿⁱ⁽^yw⁼^xw⁾^.
Ko`pincha rektifikatsiya jarayoni t - x, y
diagramma yordamida tasvirlanadi (5.38-rasm).
^{Kontsentratsiyasi}^x1 ^bo`lgan^{boshlang‘ich}^e^rⁱ^t^m^a^q^a^yⁿ^a^s^h^t^e^m^p^e^r^a^t^u^r^a^sⁱ^t1 ^g^a^c^h^a
qizdirilganda, suyuqlik bilan muvozanatdagi bug‘ olinadi va u kondensatsiyalanganda engil uchuvchan komponentga boyitilgan x tarkibli suyuqlik hosil bo`ladi. Ushbu suyuqlik yana qizdirilsa va uning ^t^e^m^p^e^r^a^t^u^r^a^sⁱ^t2 ^g^a^c^h^a^e^t^k^a^z^il^s^a^,^h^o^sⁱ^l^b^o^`^l^g^aⁿ^b^u^g^‘ⁿⁱⁿ^g^k^oⁿ^d^eⁿ^s^a^t^sⁱ^y^a^l^aⁿⁱ^s^hⁱⁿ^a^tⁱ^j^a^sⁱ^d^a^x3 ^t^a^r^kⁱ^b^lⁱ^s^u^y^u^q^lⁱ^kⁿⁱ^o^l^a^mⁱ^z^.^S^huⁿ^d^a^yqilib, bug‘lanish va kondensatsiyalash jarayoni ko`p marta qaytarilsa, boshlang‘ich eritmani toza, engil va qiyin uchuvchan komponentlarga ajratish mumkin.

Rektifikatsiya jarayonining moddiy va issiqlik

Jarayonning printsipial sxemasi asosida rektifikatsiyaning moddiy va issiqlik balanslari tuziladi (5.39-rasm). Rektifikatsion kolonnaga uzatilgan boshlang‘ich eritma ditsillyat va kub qoldig‘iga ajratiladi.
Kollonnadan chiqayotgan bug‘lar deflegmator 4 da kondensatsiyalanadi va ajratuvchi idish 3 ga tushadi. Bu erda suyuqlik ikki qismga, ya’ni flegma F va ditsillyatga ajratiladi. Flegma kolonnada purkatilish uchun yo`naltiriladi.
Jarayon moddiy balansi ushbu ko`rinishga ega:

d

f

w
G = G + G

d

w

d

w
Engil uchuvchan komponent bo`yicha esa:

f

f
G  x
= G  x
+ G  x

^b^u^e^r^d^a^Gf^,^Gd^,^Gw ^-^b^o^s^h^l^aⁿ^g^‘ⁱ^c^h^e^rⁱ^t^m^a^,^dⁱ^t^s^ill^y^a^t^v^a^k^u^b^q^o^l^dⁱ^g^‘ⁱ^m^a^s^s^a^l^a^rⁱ^,^k^mo^l^;^xf^,^xd^,^xw ^-^b^o^s^h^l^aⁿ^g^‘ⁱ^c^h^e^rⁱ^t^m^a^,^dⁱ^t^s^ill^y^a^t^v^a^k^u^bqoldiqlaridagi engil uchuvchan komponentning kontsentratsiyalari, mol ulushlar.
(5.123) va (5.124) tenglamalardan ditsillyat va kub qoldig‘ining massalari aniqlanadi:

f

w
G = G
x  x

x

d

w
d f __x

w

f
G = G
x  x

d

f
x  x

d w

Boshlang‘ich eritma, kub qoldig‘i va flegmalarning 1 kmol ditsillyatga nisbatlarini quyidagicha belgilab olamiz:

G
f = F ;
G_d
^G^w= W ;
G _d
^Ф= R
G _d

Flegma miqdorining ditsillyat miqdoriga nisbati flegmasoni deb nomlanadi.

Rektifikatsiya jarayonining moddiy va issiqlik balanslarini tuzishga oid.

5.40-rasm. Rektifikatsiya jarayoni ishchi chizig`ining tasviri.

Rektifikatsion kolonnaning ta’minlash tarelkasi uni 2 ga ajratadi: yuqori va pastki qismlarga.

Umumiy tenglama asosida kolonnaning yuqori va patski qismlari uchun moddiy balans tenglamalarini tuzamiz:
G  dy = L  ( dx)

^b^u^e^r^d^a^L⁼^R^^Gd ^-^k^o^l^oⁿⁿ^a^y^u^q^o^rⁱ^qⁱ^s^mⁱ^d^a^o^qⁱ^b^t^u^s^h^a^y^o^t^g^aⁿsuyuqlik miqdori.
Kolonna bo`ylab yuqoriga ko`tarilayotgan bug‘ miqdori:

d d d

d
G = G + Ф = G + RG = G (1 + R)

Kolonnaning yuqori qismi uchun:

(R + 1)  dy = R  ( dx)

Patski qismi uchun:
(R + 1)  dy = (F + R)  ( dx)

Kontsentratsiyalari x,u bo`lgan kolonna yuqori qismining itsalgan ^k^o^`ⁿ^d^a^l^aⁿ^g^k^e^sⁱ^mⁱ^v^a^k^oⁿ^t^s^eⁿ^t^r^a^t^sⁱ^y^a^l^a^rⁱ^xd^,^ud ^b^o^`^l^g^aⁿ^k^o^l^oⁿⁿ^aⁿⁱⁿ^g^y^u^q^o^rⁱ^qⁱ^s^mⁱ^u^c^huⁿ⁽⁵^.¹²⁹⁾^t^eⁿ^g^l^a^m^aⁿⁱ^y^o^z^a^mⁱ^z^:⁽^xd ⁼^ud ^d^e^b^q^a^b^u^l

qilingan holda)
(R + 1)

( y_d

= (R

+ 1)

(x_d

= R 

(x_d

Bundan

R
y = x + R + 1
x_dR + 1

Kontsentratsiyasi x, u bo`lgan kolonnaning patski qismi va ^k^oⁿ^t^s^eⁿ^t^r^a^t^sⁱ^y^a^l^a^rⁱ^xw^,^uw^b^o^`^l^g^aⁿ^k^u^bⁿⁱⁿ^gⁱ^t^s^a^l^g^aⁿ^k^o^`ⁿ^d^a^l^aⁿ^g^k^e^sⁱ^mⁱ^u^c^huⁿ^,^xw⁼^ywⁿⁱ^hⁱ^s^o^b^g^a^o^li^b⁽⁵^.¹³⁰⁾^t^eⁿ^g^l^a^m^aⁿⁱ^y^o^z^a^mⁱ^z^:

(R + 1)
· ( y 
y_w)
= (R
+ 1)
· ( y 
x_w)
= (F
+ R)
· (x 
x_w)

yoki
R + F
y =
 1

F
x  x

R + 1 R + 1 w

Ko`rinib turibdiki (5.131) va (5.132) tenglamalar to`g‘ri chiziqni ifodalaydi. (5.131) tenglamadagi R/(R+1)=tga - ishchi chiziqning ^a^b^t^s^sⁱ^s^s^a^o^`^qⁱ^g^a^o^g^‘ⁱ^s^h^b^u^r^c^h^a^gⁱ^t^aⁿ^g^eⁿ^sⁱ^xd^/⁽^R⁺¹⁾⁼^B^c^hⁱ^zⁱ^q^u^-^xdiagramma ordinata o`qida ajratgan kesmasi (5.40-rasm).
Shunday qilib, (5.131) va (5.132) tenglamalar rektifikatsion kolonnaning yuqori va patski qismlarining ishchi chiziq tenglamalarini ifodalaydi.
Agar, jarayon davriy bo`lsa, rektifikatsiya jarayoni kolonna yuqori qismining ishchi chizig‘i bilan ifodalanadi.
(5.129) tenglamadan kolonnaning ta’minlovchi tarelka ko`ndalang kesimi va tepasi uchun quyidagi ifodani olamiz:

d
(R + 1)  (x
– y ) = R  (x
– x )

f

f

d
bundan

d
x  y
R = f

f

f
y  x

Download 1,19 Mb.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Download 1,19 Mb.