Студопедия.Орг Главная | Случайная страница | Контакты | Заказать  
 

Анализ стационарных состояний рециркуляционных систем для случая азеотропных смесей



В случае, когда реакционная смесь является азеотропной и диаграмма фазового равновесия жидкость-пар имеет несколько областей дистилляции анализ предельных стационарных состояний рециркуляционных систем усложняется, но суть его остается прежней. Мы также можем оперировать понятиями четких и получетких разделений, но при этом составы продуктовых потоков (потоков куба и дистиллата) будут зависеть от того в какой области дистилляции находится состав питания ректификационной колонны.

Рассмотрим в качестве примера случай азеотропной смеси (реакция 2АÛВ+С), для которой диаграмма фазового равновесия жидкость-пар имеет несколько областей дистилляции (рис. 1.1). Для данного примера возможны два варианта взаимного расположения рабочей области ректификации (область B-Az3-Az1, которой принадлежит брутто-состав “s” продуктовых потоков, отвечающий полному исчерпыванию реагента) и областей преимущественного протекания прямой и обратной реакции 2АÛВ+С.

1. Рабочая область ректификации полностью находится в области протекания обратной реакции (рис. 1.1а);

2. Рабочая область ректификации имеет пересечение с линией химического равновесия, т.е. в этой области есть составы, соответствующие преимущественному протеканию как обратной, так и прямой реакции (рис. 1.1б).

В первом случае получение полной конверсии с использованием простых ректификационных колонн невозможно, т.к. составы питания в колонну, принадлежащие линии 100% изопроизводительности, и составы рецикла будут всегда находиться в области протекания обратной реакции и, следовательно, реактор никогда не сможет обеспечить требуемую производительность. Во втором случае (рис. 1.1б) полное исчерпывание реагента возможно, но лишь при таком значении объема реактора, которое обеспечивает пересечение линии изопроизводительности с рабочей областью ректификации. Т.е. в случае наличия нескольких областей ректификации при использовании необходимого условия полного исчерпывания реагента (2.2), (часть 1 настоящего пособия), следует учитывать, что максимальная скорость реакции, на основании которой определяется минимальный объем для достижения полной конверсии, должна определяться не во всем концентрационном симплексе, а лишь в рабочей области ректификации, в которой расположен желаемый состав продуктового потока.

Это требование обеспечивает попадание линии изопроизводительности, обеспечиващей полное исчерпывание реагента, в рабочую область ректификации. Очевидно, что в случае расположения рабочей области ректификации в области протекания только обратной реакции максимальное значение скорости химической реакции всегда будет отрицательной величиной, и ни при каком положительном значении объема невозможно получить производительность реактора (Р>0), обеспечивающую полную конверсию реагента А.

Отметим, что воздействуя на систему с помощью температуры и давления мы можем смещать положение линии химического равновесия и тем самым избегать случаев, когда полное исчерпывание реагента невозможно. На рис. 1.2. изображены технологические схемы, обеспечивающие полное исчерпывание реагента, для случая диаграммы фазового и химического равновесия, представленной на рис. 1.1б. Заметим, что в данном случае полное исчерпывание реагента на одной простой колонне с двумя отборами не представляется возможным.

Таким образом, при рассмотрении азеотропных смесей анализ возможных стационарных состояний системы принципиально ничем не отличается от случая зеотропных смесей, когда весь концентрационный симплекс представляет собой одну рабочую область ректификации, которая всегда имеет пересечение с многообразием химического равновесия.





Дата публикования: 2015-09-17; Прочитано: 214 | Нарушение авторского права страницы | Заказать написание работы



studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2019 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с)...Наверх