шения концентрации мисцеллы, температура кипения ее резко возрастает из-за повышения температурной депрессии. Темпера тура мисцеллы настолько возрастает, что наступает термическое разложение масла, которое недопустимо. Кроме того, значитель ное повышение температуры кипения мисцеллы ухудшает ка чество получаемого масла, так как оно темнеет, что обусловли вается термическим разложением веществ, сопутствующих маслу.
В силу указанных причин удаление бензина из мисцеллы происходит в два приема. В первый период бензин выпаривает ся, а во второй период бензин отгоняется острым водяным па ром. Введение водяного пара в мисцеллу снижает температуру ее кипения, способствует лучшей отгонке бензина. Процесс пере гонки с водяным паром является разновидностью процесса ди стилляции, но длительность этого процесса по сравнению с пер вым значительно меньше; поэтому дистилляция не может счи таться основным процессом. Следовательно, удаление бензина из мисцеллы в основном является процессом выпаривания.
О СН ОВЫ Т Е О РИ И П РО Ц ЕС С А Д И С Т И Л Л Я Ц И И
Рассмотрим основные теоретические положения обоих перио дов удаления бензина из мисцеллы.
Первый период удаления бензина из мисцеллы — период вы паривания — подчиняется всем известным закономерностям про цесса выпаривания. Для осуществления этого процесса приме няются многокорпусные выпарные аппараты. Однако физико-хи мические свойства мисцеллы обусловливают необходимость при менения своеобразных многокорпусных установок.
Известно, что многокорпусные установки бывают прямоточ ными или противоточными. Аппараты же, применяемые для вы паривания мисцеллы, как правило, не являются ни прямоточны ми, ни противоточными (исключением из этого является установ ка фирмы «Олье»), Вызвано это тем, что в прямоточной установке в первом корпусе будет испаряться много бензина, па ры которого вынесут тепло в количестве, достаточном для выпа ривания бензина во втором корпусе. Однако из-за повышения концентрации мисцеллы во втором корпусе температура ее кипе ния в нем станет выше, и поэтому температура греющего пара будет ниже температуры кипящей мисцеллы. Следовательно, тепло от пара не будет передаваться мисцелле. Положение мож но исправить, если во втором корпусе создать пониженное дав ление или же значительно увеличить давление в первом корпусе. Однако создание в каждом корпусе своего давления усложняет конструкцию аппарата, что при относительно небольшой произ водительности его является неоправданным.
Применение противоточной схемы также встречает значитель
В данном случае можно менять такие параметры, как общее давление и концентрация мисцеллы. Тогда парциальное давле ние паров бензина и температура мисцеллы будут совершенно определенными, т. е. как в двухкомпонентной системе.
Это положение подтверждается также, если рассматривать зту систему с точки зрения закона Дальтона. Применимость это го закона к данной системе очевидна, поскольку мисцелла и вода являются практически не смешивающимися жидкостями.
Согласно закону Дальтона, общее давление паров над жид кой фазой
Р = Р б + Р в + Р и , (V I— 47)
гд е рб — п а р ц и а л ь н о е д а в л е н и е п а р о в б е н зи н а в п а р о в о й ф а зе ; рв — п а р ц и а л ь н о е д а в л е н и е п а р о в -в о д ы в п а р о в о й ф а зе ;
рм — п а р ц и а л ь н о е д а в л е н и е п а р о в м а с л а в п а р о в о й ф а зе .
Так как в пределах температур и давлений, которые имеют место при отгонке бензина, давление паров масла ничтожно ма ло, то для практических целей им можно пренебречь и считать рм= 0- Поэтому общее давление над жидкой фазой
Р = Р 6 + Р в , (V I— 48)
т. е. система будет как бы двухкомпонентной.
При использовании для отгонки бензина из мисцеллы пере гретого водяного пара картина несколько меняется. При том же числе компонентов (бензин, масло, водяной пар) фаз будет толь ко две (жидкая — мисцелла и паровая—■пары бензина и воды). Поэтому число степеней свободы этой системы С= 3 + 2 —2= 3.
Отсюда видно, что в системе мисцелла — перегретый водяной пар можно изменять три параметра без нарушения равновесия. В данном случае можно изменять такие параметры, как общее давление, концентрация мисцеллы и парциальное давление высококипящего компонента (воды). Парциальное давление паров бензина и температура кипения мисцеллы при этом будут вполне определенными.
К системе мисцелла— насыщенный водяной пар применимы все закономерности перегонки двухкомпонентной системы с во дяным паром, в том числе и уравнение
Об _ РбЩ
(V I— 49)
Рв М в
Из уравнения (VI—49) можно определить количество водя ного пара, необходимого для отгона бензина из мисцеллы,
^ |
г ь "‘в |
, |
(V I— 50) |
Ов —0$ |
|
Рб -М бф |
|
|
г д е О б — к о л и ч е с тв о б е н зи н а , о т го н я е м о е |
и з м и сц елл ы ; |
|
р в — п а р ц и а л ь н о е д а в л е н и е п а р о в в о д ы ; |
|
|
Мв — м о л е к у л я р н а я м ас с а во д ы ; |
|
|
|
Рис. VI—19. Кривые упругости паров бензи на (А) и водяного пара (Б):
7 — при концентрации мисцеллы 50%; 2 — при
60%; 3 — при 70%; 4 — при 80%; 5 — при 85%;
6 — при 90%; 7 — при 95%; а — при давлении 0,1
Па; 6 — 0,08 Па; в — 0,06 Па; г — 0,04 Па; д — 0,02 Па.
Рб — парциальное давление паров бензина; Мб — средняя молекулярная масса бензина;
ф — коэффициент насыщения.
Для решения уравнения (VI—50) нужно знать парциальные давления паров воды и бензина. Для определения этих величин пользуются общепринятым методом. В координатах р — t (рис. VI—19) наносят кривые давления паров бензина, вычисленного по уравнениям (VI—16) и
(VI—17), затем на эту же диаграмму наносят кри вые упругости водяных паров в зависимости от температуры. Точка пере сечения кривой упругости водяных паров с кривой давления паров бензина определяет параметры смеси: температуру (на оси абсцисс) и парциаль ное давление паров бен зина (на оси ординат).
Так как при отгонке бензина из мисцеллы кон центрация ее возрастает, то упругость паров бензи на уменьшается и в кон це процесса достигает ну ля. Поэтому при пользо вании уравнением (VI— 50) парциальные давле ния паров бензина и воды нужно принимать как среднеарифметические значения упругостей па
ров в начале и в конце процесса.
Изложенный способ расчета расхода острого пара вполне справедлив при условии отгона бензина водой или насыщенным водяным паром.
При наличии же в системе перегретого водяного пара парци альное давление паров бензина будет являться функцией коли чества поданного острого пара. Следовательно, регулируя коли чество подаваемого острого пара, будем изменять температуру, при которой происходит процесс отгонки.
При регулировании количества подаваемого перегретого во дяного пара будет, изменяться также температура смеси паров, отходящих из дистиллятора. Вызвано это тем, что при большой подаче острого пара использование его тепла уменьшается; сле
