Значение точки пузыря и обратного потока в расчетах дистилляции на экзамене

Похоже, рефлюкс на уровне точки кипения является основой для предположения о равномолярном потоке в принципах химической технологии; если нет рефлюкса на уровне точки кипения, нельзя считать, что объем потока жидкости в колонне равен объему рефлюкса. По-моему, так и есть

Определение точки пузырьковости — это состояние, когда между пузырьком и жидкой фазой устанавливается равновесие, то есть полный обратный поток жидкости! Точка росы — это состояние, при котором достигается равновесие между каплями жидкости и газообразной фазой.

Для завода это означает, что некоторое оборудование поставляется разными поставщиками. Например, если условия проектирования вашей системы дистилляции предусматривают подачу с точки кипения, то для материала при нормальной температуре и давлении (1 атм, 25°C) необходимо будет нагревать (охлаждать) или увеличивать (снижать) давление до требуемой температуры и давления кипения. Производители систем дистилляции не будут учитывать необходимость использования дополнительного оборудования для изменения температуры и давления. В свою очередь, разработчикам системы дистилляции необходимо учитывать эти факторы. Кроме того, для устройств для изменения давления и температуры требуется провести расчеты и проектирование, за что взимается плата за услуги по проектированию. Если речь идет лишь о проектировании задания для студента, то это может означать необходимость определения оборудования для регулировки температуры и давления, а также расчета его параметров. Одним словом, объем работ по проектированию меньше, и соответственно снижаются затраты на его выполнение. Поэтому многие производители, стремясь сократить затраты, готовы принимать решения импульсивно относительно тех деталей, которые, по их мнению, просты и не требуют сложных расчетов при проектировании, чтобы уменьшить расходы на проектирование

Если бы не происходило рефлюкса, то разве предположение о равном молярном потоке тогда не перестало бы быть верным?

Условия, при которых применима гипотеза постоянного молярного потока: 1. Потенциалы парообразования всех компонентов равны； 2. Явная теплота, обмениваемая при контакте газа и жидкости из-за разницы температур, может быть проигнорирована ； 3. Хорошая теплоизоляция, теплопотери башни можно считать незначительными. Условие 2 касается рефлюкса на точке кипения и требует, чтобы жидкость возвращалась в состоянии насыщения; в таком состоянии энергия конденсации 1 моль пара позволяет примерно испарить 1 моль жидкости. Только в этот момент поток газа и жидкости соответствует предположению о постоянном содержании молярности.

Последнее изменение в этом посте было сделано Higee 5.6.2017 в 16:16. На самом деле наличие процесса рефлюкса не имеет прямой связи с предположением о постоянном молярном потоке. Одним из предпосылок, при которых допускается гипотеза постоянного молярного потока, является примерное равенство молярных теплов испарения легких и тяжелых компонентов; при этом не имеет значения наличие обратного потока на уровне точки кипения. Это можно понять, ознакомившись с учебниками по химической технологии. Так в чем же разница между рефлюксом при наличии пузырьков и рефлюксом без пузырьков, то есть перекристаллизационным рефлюксом? В основном речь идет о том, равны ли объемы жидкости, возвращающейся снаружи колонны, и объему жидкости, стекающей вниз в секции дистилляции внутри колонны. Разница между этими объемами соответствует соотношению объемов жидкости, возвращающейся внутрь и снаружи колонны. Однако именно соотношение объемов жидкости, возвращающейся внутрь колонны, имеет решающее значение для процесса разделения внутри нее. При обратном потоке, отличном от потока на точке пузырька, коэффициент обратного потока, используемый для расчетов, не равен количеству жидкости, возвращающейся из колонны, деленному на количество пара, поднимающегося к верхней части колонны.

@ifgotmoney, похоже, ты неправильно это понимаешь. При рефлюксе на газо-жидкостной границе объем жидкости, стекающей с первой пластины секции дистилляции, L1, равен объему рефлюкса снаружи колонны L. При рефлюксе вне зоны газо-жидкостной границы объем жидкости, стекающей с первой пластины секции дистилляции, L1, не равен объему рефлюкса снаружи колонны L. Под постоянным молярным потоком подразумевается, что объем жидкости, стекающей с каждой пластины секции дистилляции, одинаков, то есть L1 = L2 = ..., и это не связано с тем, равен ли значением L1 числу L

Полная версия гипотезы постоянного молярного потока предполагает следующее: 1. Постоянное молярное испарение: в секции дистилляции или ректификации молярный поток пара, поднимающегося на каждом уровне колонны, остается одинаковым； V1=V2=V3=...=V=константа. 2. Постоянный молярный поток перелива: в секции дистилляции или ректификации молярный поток жидкости, переливающейся с каждого уровня колонны, остается постоянным ； L1=L2=L3=...=L — постоянные значения. Постоянный мольный приток и постоянная мольная испарение в совокупности называются гипотезой постоянного мольного потока. (Обратите внимание, L = L1). Самое главное: суть предположения о постоянном молярном потоке заключается в том, что при контакте газообразной и жидкой фаз тепло, выделяемое при конденсации одного моля пара, как раз достаточно для испарения одного моля жидкости. Такой поток пара и жидкости соответствует предположению о постоянном молярном потоке. Поскольку газо-жидкая смесь, выходящая с различных теоретических плит, находится в состоянии насыщения, то если обратный поток в конденсаторе на вершине колонны не находится в состоянии насыщения, это неизбежно приведет к тому, что условие «тепло, выделяющееся при конденсации одной молекулы пара при контакте с жидкостью, должно быть достаточным для испарения 1 молекулы жидкости» не будет выполнено. Таким образом, это не соответствует предположению о постоянном молярном потоке.

@ifgotmoney, вы правы насчет красной части, но следует учитывать, что можно определить, является ли поток стехиометрическим, только после того, как работа колонны достигнет устойчивого состояния. После стабильной работы ректификационной колонны разница в количестве тепла между холодным обратным потоком и потоком, образующимся на уровне пузырькового нуля, в конечном итоге компенсируется за счёт ревербератора, расположенного в нижней части колонны. Конечно, это происходит через пар, поднимающийся между различными уровнями колонны; это не влияет на предположение о постоянстве молярности. Ещё раз: как рассчитывать процесс ректификации с холодным обратным потоком, то есть без достижения точки пузырька? Достаточно заменить коэффициент внутреннего обратного потока на коэффициент внешнего обратного потока, записать уравнение линии оперирования и решить его с помощью метода пошагового расчета или графического метода. Предпосылкой такого решения, конечно же, является постоянный молярный поток; если же поток не является постоянным, то линия операций не будет прямой.