Download - Capitolul 8-1
Capitolul 8Fracionarea amestecurilor binare
Coloana de fracionareIstoric romani distilareabuturilor - latinRectificare - rectefacere (mbuntire)Distilare destillareConsum energetic enorm consumul energetic al tuturorfracionriloreste 3% din consumul total de energie al SUA.
Clasificareametodelor de calcul
CalcululnlimiiCalcululdiametruluiParametri de lucru:- presiuni;- temperaturi;- raie reflux;- sarcinitermicecondensatorirefierbtor
Metode de calcul Metodesimplificate Metoderiguroase Metodegrafice MetodeanaliticeFactorii care influeneazproiectareaianalizaprocesului de fracionare a amestecurilorbinare Alimentare:- debit;
- compoziie;
- temperatur;
- presiune;
- condiietermic (q)
Gradul de separaredoritntreceidoicomponeni; Presiunea de operare (obligatoriu sub presiuneacritic a amestecului); Raiaminim de reflux; Raiareal de reflux; Numrul real de talere Numrul de talereteoretice/echilibre; Numrul minim de talereteoretice/echilibre; Tipul de condensare:- total;
- parial.
Gradul de subrcire (dacexist) al refluxului; Tipul de refierbtor:- parial;
- total.
Modul de realizare a contactrii (talere, umpluturisauumpluturistructurate); Inlimea coloanei; Localizarea talerului de alimentare; Diametrul coloanei.Precizri: dacfracia de vaporinalimentarecrete:- creteraia de reflux (L/D) necesar;
- scaderaia de stripare (V/B) necesar.
presiuneapecoloantrebuiestabilitnfuncie de temperaturadistilatului care trebuies fie mai mare cu 6 8C decttemperaturaapei de rcire (aprecirculat de obicei, cu temperaturminim de 28C); dacacestlucru nu esteposibil se utlizeazdiferiiageni de rcire (ap de pu, sole, agenifrigorifici de diferiteniveletermice); dacpresiunearezultateste sub presiuneaatmosferic, se lucreazadesea la o presiunecevamai mare dectpresiuneaatmosferic (1.2 1.3 bar ncondensator) pentruevitareaoperrii sub vacuum, darlimitat la cazurilen care temperatura la bazcretepestetemperaturalimit (descompunere, polimerizare, coroziuneexcesiv, diferitereacii); nacestcazoperarea sub vacuum estenecesar; pentru (1) alimentaredat, (2) grad de separareimpusi (3) presiune de operare, exist o raieminim de reflux care corespundeunuinumrinfinit de talereteoretice/echilibre; un numr minim de talereteoretice/echilibreexistpentru o raieinfinit de reflux;Concluzie: o variant de proiectareuzualestedefinit de:- unnumr de talereteoretice/echilibre;- raie de reflux.
Alimentarea (debit molar F) compus din - componentulmaivolatil/uor (cheieuor, CU) i din
- componentulmaipuinvolatil/greu (cheiegreu, CG) esteintroduspetalerulf. Compoziiaalimentriieste de x0F, exprimatcafraciamolar a componentuluimaivolatil, poate fi, la presiuneatalerului de alimentare (1) lichid, (2) vaporisau (3) amesteclichid-vapori. Compoziiadistilatului, exprimatcafraciamolar a componentuluimaivolatil, estexD. Compoziiaprodusului de baz, exprimatcafraciamolar a componentuluimaivolatil, estexB. Compoziiilecorespunztoare ale componentuluimaigreusunt (1) 1-x0Fpentrualimentare, (2) 1-xDpentrudistilati (3) 1-xBpentruprodusul de baz.Scopulfracionriiestesproduc din alimentare un distilatmaibogatncomponentulmaivolatil (CU), notat de aici cu 1, componentulmaipuinvolatil (CG), notat de aici cu 2, s se concentrezenprodusul de baz.Uurinaseparriiestedat de volatilitatearelativ.
Pentrucazurile (b), (c) i (d) fluxurile de lichidivaporinceledouseciisuntcorelateprinecuaia de bilan materialDeioperaiile de fracionare pot fi definite attprinraiade reflux , ctiprinraia de stripare
printradiie se foloseteraia de reflux, deoareceprodusuldistilatesteadeseacelmai important produs.Pentrucazurile (a) i (e) fluxurile de lichidivaporinceledouseciisuntcorelateprinecuaia de bilan material iprinecuaia de bilantermic
Condiii limitativePentru o specificaiedat, raia de reflux poate fi selectat
oriundepornind de la raiaminim de reflux, , pnla o valoareinfinit (reflux total, vaporii de la vrf find condensai total ireturnaintotalitatepetalerul din vrf, fr a maiobinedistilat). Aa cum se poatevedea din figur, raiaminimcorespundeunuinecesar de talereinfinit, iarraiainfinitcorespundeunuinecesar minim de etalere.
Metodagrafic McCabe-Thiele poatedetermina rapid celedoulimite, , .
Apoi, pentrucazul real
Dac se nlocuiescrapoartelefraciilormolareprinrapoarte de debitepariale, molaresaumasice, ecuaiadevine:
1