Файл: Девятых Г.Г. Глубокая очистка веществ учеб. пособие.pdf

брасывания) некоторого (начального, вплоть до установ­ ления в колонне стационарного состояния), количества продукта сократить пусковой период.

3.Вторичный выход колонны

кстационарному состоянию

при изменении условий проведения процесса ректификации

Изменение какого-либо из условий проведения про­ цесса (скорость потока питания, состав питания, скорость отбора продукта) в колонне, работающей в стационар­ ном состоянии, приводит к изменению распределения кон­ центраций по высоте ректифицирующей части и, как следствие этого, к изменению фактора разделения вплоть до установления в колонне нового стационарного состоя­ ния. Графическое изображение временной зависимости подобного изменения называется кривой вторичного вы­ хода колонны к стационарному состоянию. Такие кривые в общем случае имеют 5-образный вид (рис. 22), т. е. из­ менение одного из параметров процесса вверху колонны (при принятой схеме процесса) отражается на составах

70

фаз внизу колонны лишь через некрторое -время (время запаздывания).

Наиболее простое аналитическое выражение для кри­ вой вторичного выхода колонны получается, если изменя­ ется состав поступающей на разделение смеси. В этом случае можно принять, что предельное значение фактора разделения не изменяется в зависимости от изменения состава разделяемой смеси *. Поэтому вторичный выход колонны к стационарному * состоянию при этом удоб­ но характеризовать изме­ нением концентрации примесного компонента в жидкости внизу колонны со временем.

лонны до новой стационарной величины. Обозначим че­ рез A x Z K ( c ) изменение состава жидкости внизу колонны между двумя стационарными состояниями, а через Д#о — изменение состава поступающей на разделение смеси. Решая систему уравнений (П-86), в которых переменные х а у заменены соответственно на приращения Ах .и Ау при граничных условиях:

для вторичной кинетической кривой (см. Приложение I ) :

* Это, до-видимому, справедливо лишь при небольших концент­ рациях одного да компонентов, так как константа -массообмена, определяющая фактор разделения, в целом зависит от вязкости, плотности и "других характеристик смеси, которые, в свою очередь, связаны с ее составом.

71

где

соответственно. Необходимая для расчетов величина F0 определяется из экспериментальных данных и в соответ­

Расчеты по уравнению (П-94) показывают, что кине­ тические кривые для вторичного выхода колонны к ста­ ционарному состоянию в отборном режиме так же, как и кинетичеокие кривые для первичного выхода колонны, имеют большую крутизну, чем в безотборном режиме. Нужно отметить, что проведенные экспериментальные исследования подтвердили эти закономерности.

§ 9. Влияние загрязняющего действия материала аппаратуры на глубину очистки веществ методом ректификации

Так как конечной целью ректификации является получение продукта заданного состава, то при глубокой очистке веществ этим методом весьма важной задачей является рассмотрение вопроса о возможном загрязне­ нии очищаемого вещества материалом аппаратуры. Эф­ фект загрязнения при этом может быть обусловлен «вымыванием» нежелательной примеси из материала ап­ паратуры, а также химической реакцией материалаап­ паратуры с очищаемым веществом или с какой-либо аг­ рессивной, но более легко отделяемой примесью, содержа­ щейся в очищаемом веществе. К этим случаям можно отнести и случай проникновения примеси из окружающей среды через стенки разделительного аппарата — ко­ лонны.

Поскольку, как уже отмечалось, уравнения, выведен­ ные для оценки работы насадочных колонн, применимы и для колонн других типов, рассмотрим поставленную за­ дачу применительно к насадочной колонне, тем более, что поверхность контактного устройства в ней обычно

72

велика. В целях простоты и наглядности установим вза­ имосвязь между эффективностью очистки, достигаемой в колонне, работающей в стационарном состоянии, и ско­ ростью «вымывания» примеси из стенок и насадки колон­

римости загрязняющей примеси в разделяемой смеси не

ния примеси в единицу объема колонны, то для отрезка колонны высотой Az с единичным поперечным сечением будет справедливым следующее уравнение баланса по примесному компоненту:

[L + v„ {z + Az)] (х + Ах) - (£ + vnz) х = (и + «„) Az. (II-96)

Из уравнения материального баланса (11-96) после пере­ хода к пределам, пренебрегая членом vadxdz как величи­ ной второго порядка, получим

Соответственно запишем уравнение рабочей линии

то, пренебрегая этими величинами по сравнению с едини­

73