Амалий машгулот№11

Rektifikatsiya jarayonining moddiy va issiqlik balanslari

Jarayonning prinsipial sxemasi asosida rektifikatsiyaning moddiy va issiqlik balanslari tuziladi (10.9-rasm). rektifikatsion kolonnaga uzatilgan boshlang’ich eritma distillyat va kub qoldig’iga ajratiladi.

Kolonnadan chiqayitgan bug’lar deflegmator 4 da kondensatsiyalanadi va ajratuvchi idish 3 ga tushadi. Bu yerda suyuqlik ikki qismga, ya’ni flegma Φ va distillyatga ajratiladi. Flegma kolonnada purkatilish uchun yo’naltiriladi.
Jarayon moddiy balansi ushbu ko’rinishga ega:
(10.8)
Kolonnadan chiqayotgan bug’lar deflegmator 4 da kondensatsiyalanadi va ajratuvchi idish 3 ga tushadi. Bu yerda suyuqlik ikki qismga, ya’ni flegma Ф va distillyatga ajratiladi. Flegma kolonnada purkatilish uchun yo’naltiriladi.
Jarayon moddiy balansi ushbu ko’rinishga ega:


(10.9)

Yengil uchuvchan komponent bo’yicha esa:

(10.10)

bu yerda G_f, G_d, G_w – boshlang’ich eritma, distillyat va kub qoldig’I massalari, kmol; x_f, x_d, x_w – boshlang’ich eritma, distillyat va kub qoldiqlaridagi yengil uchuvchan komponentning konsentratsiyalari, mol ulushlar.

(10.9) va (10.10) tenglamalardan distillyat va kub qoldig’ining massalari aniqlanadi:

(10.11)
(10.12)

Boshlang’ich eritma, kub qoldig’i va flegmalarning 1 kmol distillyatga nisbat-larini quyidagicha belgilab olamiz:

Flegma miqdorining distillyat miqdoriga nisbati flegma soni deb nomlanadi.

Rektifikatsion kolonnaning ta’minlash tarelkasi uni 2 ga ajratadi: yuqori va pastgi qismlarga.
Umumiy tenglama asosida kolonnaning yuqori va pastki qismlari uchun moddiy balans tenglamalarini tuzamiz:


(10.13)

bu yerda L == R·G_d – kolonna yuqori qismida oqib tushayotgan suyuqlik miqdori.

Kolonna bo’ylab yuqoriga ko’tarilayotgan bug’ miqdori:

(10.14)
Kolonnaning yuqori qismi uchun:

(10.15)
Pastki qismi uchun:
(10.16)
Konsentratsiyalari x, y bo’lgan kolonna yuqori qismining istalgan ko’ndalang kesimi va konsentratsiyalari x_d, y_d bo’lgan kolonnaning yuqori qismi uchun (10.15) tenglamani yozamiz: (x_d = y_d deb qabul qilingan holda).

Bundan
(10.17)
Konsentratsiyasi x, y bo’lgan kolonnaning pastki qismi va konsentratsiyalari x_w, y_w bo’lgan kubning istalgan ko’ndalang kesimi uchun, x_w = y_w ni hisobga olib (10.16) tenglamani yozamiz:

yoki
(10.18)
Ko’rinib turibdiki, (10.17) va (10.18) tenglamalar to’g’ri chiziqni ifodalaydi. (10.17) tenglamadagi R/(R+1) = tgα – ishchi chiziqning abssissa o’qiga og’ish burchagi tangensi x_d/(R+1) = B chiziq y – x diagramma ordinata o’qida ajratgan kesmasi (10.10-rasm).