Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 10. 10 mars 1951 - Extraktiv destillation, av Karl-Axel Melkersson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
10 mars 1951
187
nes magasinerat i tillsatsströmmens
värmeinnehåll. En sänkning av tillsatsflödets temperatur
några grader under extraktivsektionens kan få
katastrofala följder för destillationsförloppet,
emedan det förorsakar en högst betydande
ökning i kolonnens nedflöde genom inre
kondensation. Härigenom utspädes tillsatsen varvid
a-värdet sjunker och systemets kapacitetsgräns
kan överskridas, dvs. tvåfasbildning med
åtföljande flödning inträder. En noggrann kontroll av
tillsatsens temperatur är därför ytterst viktig för
att erhålla goda arbetsbetingelser.
Bottenverkningsgraden
Vid extraktiv destillation blir det praktiska
bottenantalet alltid avsevärt större än det teoretiska,
dvs. bottenverkningsgraden är mycket mindre
än 1. Tillsatsämnet har ofta hög viskositet,
varigenom termodynamisk jämvikt mellan ång- och
vätskefas icke uppnås på bottnarna- och
separeringen per botten blir mindre än den teoretiska
på grund av dålig omblandning av vätskan och
dålig kontakt mellan ånga och vätska. Drickamer
och Bradford34 har infört korrektioner för
viskositeten och senare har 0’Connel35 visat, att
bottenverkningsgraden är en funktion både av
viskositet och relativ flyktighet. Tillämpningen
av dessa forskares resultat har i de flesta fall
visat sig mycket fruktbar. För att visa, hur stora
variationerna i "Murphree efficiency" kan bli,
anges följande värden på denna vid extraktiv
destillation av några blandningar:
Blandning (B) Tillsats
(T)
[-Viktsförhållande-]
{+Viktsför-
hållande+}
T : B
Murphree
efficiencv
°/o
butan—buten furfural 4 : 1
butan—buten aceton 4 : 1
toluen—paraffin fenol 1 : 1
25
60
65
Tillsatsmängd, ångmängd och relativ flyktighet
För att närmare bestämma de konstanta
tillsatskoncentrationerna i extraktiv- och
avdriv-ningssektionerna är det enklast att härleda ett
kvalitativt uttryck för relationen mellan
tillsatskoncentrationen, xt moldelar, i vätskefasen,
ångmängden V mol/h, tillsatsmängden i återstoden
SB mol/h och tillsatskoncentrationen yt
moldelar, i ångfasen.
För extraktivsektionens materialbalans gäller
Vyt = (V — D + SB)xt + SD
(8)
där D är destillat i mol/h och SD överdestillerad
tillsats i mol/h. Divideras ekvation (8) med V
fås
yt
= (l — xt + "^(Sb xt + Sd)
(9)
tionen. Antar man, att återflödet är stort, blir
D/V och SD/V försvinnande små. Kombineras
sedan ekv. (9) med definitionen för relativ
flyktighet för tillsats-blandning
ß =
yt 1 —xt
1 — yt xt
(10)
som är arbetslinjens ekvation för extraktivsek-
kan xt approximativt beräknas.
Det är berättigat att använda samma yt i både
ekv. (9) och (10), eftersom arbetspunkten ligger
på jämviktskurvan, när den konstanta
koncentrationen uppnåtts. Man får då
= sB + vd—ß) _ s + yq —ß) . ,
(V + Sä)( i—ß) (V+SKl— ß) 1 j
där S — SB + SD (den totala tillsatsen i mol/h).
Härav följer, att tillsatskoncentrationen blir
högre ju större tillsatsflödet S och relativa
flyktigheten ß är och ju mindre ångmängden V blir.
På grundval av dessa fakta och de allmänna
destillationslagarna kan följande prognoser
uppställas. En ökning av tillsatsmängden
förstorar a:,-värdet och därmed ct-värdet, dvs. relativa
flyktigheten för blandningens komponenter. Den
gynnar därför separeringen, men samtidigt
medför den större kolonndiameter, vilket fördyrar
apparaturen. Vidare kommer kostnaderna för
tillsatsens avskiljande och rening att stiga och
separeringen per verklig botten att sjunka. Dessa
faktorer måste därför vid en kostnadskalkyl
balanseras mot varandra.
Minskad ångmängd V medför även en ökning
av ct-värdet, men samtidigt faller
återflödesför-hållandet, om apparatens avverkning hålles
konstant. Ångmängden i kolonnen för en viss
separering med en given apparatur och avverkning
bör därför ha ett optimalvärde, vilket givetvis
motsvarar optimalvärdet för värmetillförseln vid
kolonnens botten. Höjs apparaturens avverkning
vid konstant ångmängd, faller återflödet, och
sämre separering fås.
Högre ß-värden ger visserligen högre a-värden
men medför minskning av
blandningskomponenternas separering per tillförd värmeenhet.
Dessutom måste man vid ökning av j3-värdet ha högre
återvinningssektion eller större
återflödesförhål-lande. Man bör därför alltid välja tillsatsen så
att ß-värdet blir så lågt som möjligt, ty
härigenom minskas destillationskostnaderna.
Förhållandet vätska:ånga i huvudkolonnen
Vid extraktiv destillation arbetar man alltid med
många gånger större förhållande vätska:ånga
än vid vanlig destillation. Härigenom blir den
hydrauliska gradienten på bottnarna av oerhört
stor betydelse, och alla tänkbara möjligheter att
minska den måste utnyttjas. Nedflödesrör och
klockor bör därför konstrueras så, att minsta
möjliga motstånd uppstår.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
