Случай избытка легколетучего реагента А в питании

Рассмотрим возможность существования стационарных состояний, соответствующих полному превращению реагента В (в кубовом продукте ректификационной колонны содержатся только компоненты А и С). В этом случае единственно возможная линия материального баланса колонны должна проходить по ребру АС концентрационного треугольника Гиббса (рис. 1.20а), так как на траектории ректификации, стягивающую эту линию баланса должна существовать хотя бы одна особая точка (вершина треугольника А).

Однако поток состава на выходе из реактора, который одновременно является питанием колонны, содержит все три компонента смеси.

Следовательно, состав питания колонны никогда не попадет на линию материального баланса, соответствующую полному превращению реагента В. Отсюда можно сделать вывод, что при избытке реагента А на входе в систему невозможны стационарные состояния, соответствующие полной конверсии реагента В.

Рассмотрим стационарные состояния неполной конверсии реагента В, которые характеризуются наличием всех трех компонентов в кубовом продукте. В концентрационном треугольнике через точку состава кубового продукта проходит единственная траектория процесса ректификации, которая в режиме полного орошения совпадает с дистилляционной линией (рис. 1.20б).

В силу допущения о бесконечной эффективности колонны, данная траектория должна заканчиваться в особой точке, соответствующей чистому реагенту А (следовательно в рецикле содержится только реагент А). Тогда при фиксированной величине потока рецикла на выходе из реактора получается единственно возможный состав, который единственным образом делится на колонне. Следовательно, при фиксированном значении в системе возможно единственное стационарное состояние, характеризующееся своей величиной конверсии.

Таким образом, при избытке реагента А в системе может реализовываться единственное стационарное состояние неполного превращения реагента В, характеризующееся наличием в рецикле только реагента А.