La importancia del cálculo del reflujo del punto de burbuja para la destilación en el examen

Parece que el reflujo del punto de burbuja es la base para la suposición de flujo molar igual en los principios de la ingeniería química. Si no se trata de reflujo del punto de burbuja, no se puede considerar que el caudal de la fase líquida en la torre sea igual al caudal de reflujo. Parece esto.

La definición de punto de burbuja es el establecimiento de equilibrio entre una burbuja y la fase líquida, es decir, ¡reflujo total de la fase líquida! El punto de rocío es el equilibrio entre las gotas de líquido y la fase gaseosa.

Para las fábricas, esto significa diferentes proveedores para determinados equipos. Por ejemplo, si la condición de diseño de su sistema de destilación es la alimentación del punto de burbuja, entonces, para materiales a temperatura y presión normales (1 atm, 25 °C), los materiales deben calentarse (enfriarse) y presurizarse (descomprimirse) a la temperatura y presión del punto de burbuja que requiera. El fabricante del sistema de destilación no considerará equipos adicionales de calentamiento (reducción) de temperatura y reducción de presión. Por el contrario, el diseñador del sistema de destilación debe tenerlo en cuenta y debe calcular y diseñar los dispositivos de adición de presión (descompresión) y aumento de temperatura (enfriamiento) para usted, y cobrar tarifas de diseño. Si solo es un diseño de proyecto para estudiantes, entonces puede significar si necesita proporcionar selección de equipo y cálculo de parámetros para aumentar (disminuir) la temperatura y aumentar la presión (descompresión); en una palabra, el contenido del diseño es menor y el costo del diseño se reduce en consecuencia. Por lo tanto, para ahorrar costos, muchos fabricantes están dispuestos a decidir detalles que consideran simples y no requieren cálculos de diseño, para reducir los costos de diseño.

Si no se trata de reflujo del punto de burbuja, ¿no es cierta la suposición de flujo molar en equilibrio?

Condiciones bajo las cuales se establece aproximadamente el supuesto de flujo molar constante: 1. La entalpía molar de vaporización de cada componente es igual ； 2. Se puede ignorar el calor sensible intercambiado debido a las diferentes temperaturas durante el contacto gas-líquido. ； 3. El aislamiento térmico es bueno y la pérdida de calor de la torre es insignificante. La condición 2 tiene como objetivo el reflujo del punto de burbuja, lo que requiere que el líquido refluya en un estado saturado. En este estado, 1 mol de condensación de vapor puede vaporizar aproximadamente 1 mol de líquido. En este momento, el flujo de la fase gas-líquido sólo se ajusta al supuesto de flujo molar constante.

Esta publicación fue editada por última vez por Higee el 2017-6-5 16:16 De hecho, si el reflujo del punto de burbuja no está necesariamente relacionado con la suposición de un flujo molar constante. Un requisito previo para suponer un flujo molar constante es que el calor latente molar de vaporización de los componentes ligeros y pesados ​​sea aproximadamente igual, independientemente del reflujo del punto de burbuja o no. Esto se puede entender consultando libros de principios de ingeniería química. Entonces, ¿cuál es la diferencia entre reflujo de punto de burbuja y reflujo sin punto de burbuja, es decir, reflujo subenfriado? Lo principal es si la cantidad de líquido de reflujo fuera de la torre es igual a la cantidad de líquido que cae en la sección de rectificación dentro de la torre, es decir, la diferencia en la cantidad de líquido dentro y fuera de la torre, correspondiente a la relación de reflujo dentro y fuera de la torre, y lo que realmente juega un papel decisivo en la separación dentro de la torre es la relación de reflujo interno. Cuando hay reflujo sin punto de burbuja, la relación de reflujo utilizada en el cálculo no es igual a la cantidad de líquido de reflujo fuera de la torre/la cantidad de vapor que se eleva desde la parte superior de la torre.

@ifgotmoney Parece que tu comprensión no es correcta. En el caso de reflujo del punto de burbuja, la cantidad de líquido L1 que cae sobre el primer plato de la sección de destilación es igual al volumen de reflujo fuera de la torre L. En el caso de reflujo sin punto de burbuja, la cantidad de líquido L1 que cae sobre el primer plato de la sección de destilación no es igual al volumen de reflujo L fuera de la torre. El significado de flujo molar constante es que la cantidad de líquido que cae en cada plato de la sección de destilación es igual, es decir, L1 = L2 =..., y no tiene nada que ver con si el valor de L1 es igual a L.

La versión completa del supuesto de flujo molar constante es la siguiente: 1. Vaporización molar constante: En la sección de rectificación o sección de extracción, el caudal molar de vapor que asciende en cada bandeja es igual. ； V1=V2=V3=...=V=valor fijo 2. Desbordamiento molar constante: En la sección de rectificación o sección de extracción, el caudal molar de líquido que desborda de cada bandeja es el mismo. ； L1=L2=L3=...=L=valor fijo el desbordamiento molar constante y la vaporización molar constante se denominan colectivamente supuestos de flujo molar constante. (Nota, L=L1) Aquí viene el punto clave.: El secreto último del supuesto de flujo molar constante es que "cuando la fase gas-líquido está en contacto, el calor liberado por la condensación de un mol de vapor es suficiente para vaporizar 1 mol de líquido". Tal flujo vapor-líquido es consistente con el supuesto de flujo molar constante. Dado que las fases gaseosa y líquida que salen de cada plato teórico están en estado saturado, si el reflujo del condensador superior no está en estado saturado, no debe cumplir con el requisito último de que "el calor liberado por la condensación de un mol de vapor cuando las dos fases están en contacto es suficiente para vaporizar 1 mol de líquido". Esto no cumple con el supuesto de flujo molar constante.

@ifgotmoney Lo que dijo en rojo es correcto, pero debe tenerse en cuenta que no se puede determinar si existe un flujo molar constante hasta que la columna funcione en estado estable. Después de que la torre de destilación funciona de manera estable, el hervidor de columna proporciona finalmente la diferencia de calor entre el reflujo frío y el reflujo del punto de burbujeo. Por supuesto, se transfiere a través del vapor ascendente de cada bandeja y no afecta la suposición molar constante. Dando un paso atrás, ¿cómo calcular el reflujo sin punto de burbuja, es decir, el proceso de destilación por reflujo en frío? Simplemente use la relación de reflujo interno en lugar de la relación de reflujo externo, escriba la ecuación de la línea operativa y resuélvala usando métodos gráfico o placa por placa. El requisito previo para una solución de este tipo es, por supuesto, un flujo molar constante. Si se trata de un flujo molar no constante, la línea de operación no será recta.