Бинарлы қоспаларды үздіксіз ректификациялаудың материалдық балансы

Бастапқы қоспаның берілген дәрежеде бөлінуі үшін белгілі бір теориялық табақшалар саны қажет. Көмірсутектер қоспасы көп компонентті болып келеді, сондықтан оларды ректификациялауда теориялық табақшалар санын есептеуде келесі әдістер қолданылады.

«Табақшадан табақшаға» есептеу әдісі бойынша колоннаның әрбір қимасы бойынша тепе-теңдік, жұмыстық сызық теңдеуімен жылудың балансын қолдана отырып, колонна табақшаларының бу мен сұйықтық құрамын кезектесе отырып есептейді. Дегенмен көпкомпонентті қоспалар үшін алдын-ала өнім құрылымын анықтау мүмкін емес, кейбір қималарда (мысалы, шикізат енгізуде, жанама өнімдерді шығарғанда) колонна өнімдері мен ағындарының құрамын коррекциялау қажет болады. Осының әсерінен дәлірек мән алу үшін

жақындатылған түрде кезектесу әдісін қолдану қажет.

Көпкомпонентті қоспалардың ректификациялағанда аналитикалық есептеу әдісінде Андервуд пен Фенске теңдеуін қолданады.

Сонымен қатар, есептеудің жақындатып алу әдісі бар. Мұнда компонент бөліміне, колонна температурасына, флегма санына қатысты әртүрлі жеңілдетілген жіберулер болады.

Төмендегі белгілерді қабылдаймыз (3 сурет):

F,x_F – бастапқы қоспаның ТҚ ағыны (кмоль/с) мен концентрациясы (мол. үлесі).

P,x_P– дистиляттың ТҚ ағыны мен концентрациясы.

W,x_W– кубтық қалдықтың ТҚ ағыны мен концентрациясы.

Ф,х_Ф– ТҚ флегманың ағыны мен концентрациясы.

G – колоннадан шығатын бу мөлшері (кмоль/с).

 

Сонда колоннаның барлық ағыны бойынша материалдық баланс:

 

F+Ф = G+W (7)

 

Бірақ G= P + Ф, (8)

сондықтан F = P + W (9)

Төмен қайнайтын компонент бойынша материалдық баланс:

F·x_F = P·x_P+W·x_W (10)

 

 

 

Сурет 3. Материалдық баланс теңдеуінің қорытындысына

 

Материалдық баланс негізінде колоннаның жоғарғы (нығайтқыш) бөлігіндегі жұмыстың сызықтық концентрациясының теңдеуі анықталады:

у = [R/(R +1)]х + х_Р/(R +1)

мұнда: R – флегма саны – флегма мөлшерінің дистилят мөлшеріне қатынасы;

R= Ф/Р

х_Р – дистиляттағы төмен қайнайтын компонент концентрациясы.