2023 مؤلف: Jake Johnson | [email protected]. آخر تعديل: 2023-05-24 23:12
سيكون الفصل بالتقطير أسهل كلما زادت (أكبر من 1) التقلب النسبي لـ A بالنسبة إلى B. بشكل عام ، يتم تعريف التقلب النسبي αi ، j للمكون i بالنسبة لـ j على أنه النسبة بين التوازن نسب المكون الأول ومكون المعيار ي.
Kiو Kjهي نسب التوازن لكل من المكونات. يجب أن يكون المكون المرجعي دائمًا مكونًا ثقيلًا (بنقطة غليان عالية). في نماذج التوازن يمكننا أيضًا دراسة توازن بخار السائل في الديناميكا الحرارية الكيميائية.
إذا كنا نمثل لنظام ثنائي الضغط الكلي الثابت ، وتكوين البخار والسائل في حالة توازن (الرسم البياني y ، x من الشكل أدناه) ، يمكننا بسهولة تصور الفصل عن طريق التقطير على أنه بسيط أو معقد. كلما كان منحنى التوازن بعيدًا عن القطر ، كان الفصل بالتقطير أسهل. في الشكل ، يكون الفصل بالتقطير أسهل مما في الحالة ب
مخططات التوازن y ، x.
التقطير التجزيئي
تُعرف المعدات التي تعزز انتقال الكتلة والحرارة بين تيارات السائل المشبع والبخار باسم "عمود التقطيرمجزأ ". وهي مكونة من وعاء أسطواني يوجد بداخله سلسلة من الصفائح الداخلية التي يدور فيها البخار والسائل في تيار معاكس. تخضع المرحلتان الموجودتان في كل "أرضية" لانتقال الكتلة والحرارة ويفترض أنهما في حالة توازن عند مغادرة كل طابق.
في الجزء العلوي من العمود ، يوجد بشكل عام مكثف يقوم بتكثيف البخار القادم من العمود ، كونه جزءًا من المكثف الذي يسمى التدفق المرتجع المرسل إلى اللوحة العلوية.
نسبة التدفق (R) هي النسبة بين معدل تدفق التيار المتجه إلى الأمام ومعدل تدفق التيار الناتج في الأعلى ، والذي يترك عمود نواتج التقطير.
يوجد في قاعدة العمود مبخر يقوم بتبخير جزء من تيار السائل من القاعدة إلى اللوحة السفلية ، حيث يدخل في شكل بخار.
يسمى التيار المسحوب من قاعدة العمود بقايا ، ويوضح الشكل أدناه مخططًا لما هو عمود التقطير التجزيئي
مخطط عمود التقطير التجزيئي.
كفاءة عمود التقطير
لا تتوافق الصفيحة الموجودة في عمود التقطير تمامًا مع شقة في حالة توازن. في الواقع ، لتحقيق توازن الأرضية ، من الضروري دائمًا استخدام أكثر من لوحة واحدة. من الناحية العملية ، لا يصل الفصل في كل مرحلة أبدًا إلى التوازن بين السائل والبخار ، ولهذا السبب ، يتحقق الفصل النظري فيالأرضية في الميزان تتوافق ، في الواقع ، مع أكثر من لوحة واحدة. نسبة عدد "الطوابق" النظرية اللازمة للفصل إلى عدد الطوابق التي حددها العمود هي كفاءة العمود.
الكفاءة هي دالة للعديد من المعلمات (نوع الأرضية ، التقلب النسبي للمركب ، لزوجة السائل ، التوتر السطحي للسائل ، إلخ) ويتم حسابها عادةً على أساس الارتباطات التجريبية التي سنناقشها مناسبة اخرى
يعتمد عدد الطوابق اللازمة للفصل بشكل أساسي على عدة عوامل: التقلب النسبي للمكونات المختلفة وضغط التشغيل ونسبة الارتداد. يمكن أن يحتوي عمود التقطير التجزيئي بسهولة على أكثر من 100 طابق.
حالة التدفق الكلي (كل مكثفات العودة إلى أعلى العمود ، مع عدم وجود منتجات أو تغذية مسحوبة) يسمح بتحديد الحد الأدنى لعدد الطوابق المطلوبة. يتوافق الحد الأدنى من حالة الارتداد مع عدد لا حصر له من الطوابق المطلوبة للفصل.
يؤثر موقع مصدر الطاقة على عدد الطوابق المطلوبة والعملية بأكملها بشكل عام ، لذلك يجب إدخال مصدر الطاقة بحيث تكون الاضطرابات في النظام في حدها الأدنى (الوضع المثالي يتوافق مع وجود التركيبات ودرجات الحرارة المتطابقة بين تيار التغذية وتلك الخاصة بأرضية التغذية).
