DESTYLACJA I REKTYFIKACJA W PRZEMYŚLE CHEMICZNYM

DESTYLACJA I REKTYFIKACJA W PRZEMYŚLE CHEMICZNYM

Zdzisław Ziółkowski

 

WNT, Warszawa 1966 r.

1045 str.

 

W książce podano fizykochemiczne podstawy destylacji, omówiono destylację prostą, frakcyjną, z parą wodną, w niskich temperaturach i destylację izotopów.

Opisano również kinetykę wymiany masy, hydrodynamikę przepływu, aparaturę do destylacji, konstrukcję półek i kolumn z wypełnieniem i kolumn specjalnych. Ponadto podano metody obliczania minimalnego stosunku oroszenia i liczby półek teoretycznych dla roztworów dwuskładnikowych i wieloskładnikowych. Teoretyczne rozważania są poparte licznymi przykładami obliczeń i wykresami.

Książka przeznaczona jest dla inżynierów i magistrów-inżynierów chemików i mechaników zatrudnionych we wszystkich gałęziach przemysłu chemicznego. Mogą z niej również korzystać słuchacze wydziałów chemicznych wyższych uczelni technicznych.

 

 

SPIS TREŚCI

 

Rozdział 1 Podstawy fizykochemiczne destylacji

 

1 Wstęp

a Wiadomości ogólne

b Minimalne zużycie ciepła

2 Ogólne pojęcia parowania i skraplania

a Odparowanie cieczy jednoskładnikowej

b Odparowanie cieczy jednoskładnikowej w obecności gazów nieskraplających się

c Roztwory Linie składu

d Ciecze niemieszające się

e Wykresy entalpowe

3 Współczynnik równowagi w układzie dwufazowym

a Roztwór doskonały Prawo Raoulta       

b Roztwory rzeczywiste Fugatywność

c Rozcieńczony roztwór ciekły niedoskonały Prawo Henry'ego

d Roztwór ciekły niedoskonały o dowolnym stężeniu Aktywność

e Stabelaryzowaiie współczynniki równowagi Korelacje

4 Równowagowy skład roztworów dwuskładnikowych. Linie równowagi składników

5 Równanie linii równowagi Współczynnik lotności względnej

6 Równowagowy skład doskonałych roztworów wieloskładnikowych

a Prawa ogólne

b Roztwór trójskładnikowy o niezdefiniowanym składzie Linia destylacji

7 Typowe problemy rachunkowe

a Obliczanie początkowej i końcowej temperatury wrzenia

b Obliczanie składu oraz ilości fazy ciekłej i gazowej przy częściowym odparowaniu

c Obliczanie ciśnienia dla znanego składu jednej z faz i temperatury

d Obliczanie składu jednej fazy i temperatury ze znanego składu fazy drugiej przy znanym ciśnieniu całkowitym

Literatura

 

Rozdział 2 Kinetyka wymiany masy w układzie gaz-ciecz.

 Hydrodynamika przepływów. Wiadomości ogólne

 

A Ruch cząsteczek w jednej fazie

1 Dyfuzja ustalona cząsteczkowa w roztworze gazowym dwuskładnikowym

a Dyfuzja równomolowa przeciwkierunkowa

b Dyfuzja jednokierunkowa

2 Dyfuzja ustalona cząsteczkowa w wieloskładnikowym roztworze gazowym

a Wiadomości ogólne 

b Dyfuzja jednego składnika

c Dyfuzja równoczesna wszystkich składników

3 Dyfuzja ustalona cząsteczkowa w roztworze ciekłym

4 Uogólniony zapis równania dyfuzji

5 Dyfuzja burzliwa

B Ruch cząsteczek między dwiema fazami

1 Wnikanie i przenikanie masy

2 Teoria dwóch warstewek granicznych

3 Inne teorie wnikania masy

4 Wymiana masy ciągła przy zmiennej sile napędowej

a Wiadomości ogólne

b Zmienna siła napędowa

c Średnie nachylenie linii równowagowej

5 Objętościowy współczynnik wnikania i przenikania masy

6 Wysokość jednostkowa oraz jednostki wnikania i przenikania masy

7 Uogólnione równania współczynników wymiany masy oparte na teorii podobieństwa

8 Współczynniki wnikania masy dla typowych elementów aparatów dyfuzyjnych

9 Wymiana masy przy barbotaźowyrn przepływie faz

a Hydraulika barbotażu

b Pienienie i zachłystywanie

c Kinetyka dyfuzji w fazie gazowej

d Kinetyka dyfuzji w fazie ciekłej

10 Wymiana masy przy przepływie cienkowarstewkowym

a Hydraulika przepływu

b Wnikanie masy w fazie gazowej

c Wnikanie masy w fazie ciekłej

11 Wymiana masy przy przepływie przez wypełnienie

a Hydraulika przepływu

b Spadek; ciśnienia

c Grubość warstewki cieczy

d Stopień wykorzystania powierzchni

e Zawieszenie cieczy na wypełnieniu

f Wnikanie masy w fazie gazowej i ciekłej

Literatura

 

Rozdział 3 Destylacja prosta

 

1 Destylacja rzutowa (równowagowa)

2 Destylacja różniczkowa okresowa (kotłowa)

3 Destylacja różniczkowa ciągła (warstewkowa)

4 Skraplanie proste (deflegmacja)

5 Destylacja prosta i skraplanie z parą wodną oraz z gazami trwałymi

a Ciecz jednoskładnikowa, zupełna nierozpuszczalność cieczy i wody

b Ciecz dwuskładnikowa (składnik lotny A i nielotny B)

c Ciecz wieloskładnikowa Przypadki specjalne

6 Destylacja cząsteczkowa (molekularna)

a Wiadomości ogólne 

b Podstawowe zjawiska

c Destylacja cząsteczkowa jednostopniowa

d Destylacja cząsteczkowa wielostopniowa

Literatura

 

Rozdział 4 Ciągła destylacja frakcyjna (rektyfikacja).

 Bilanse masowe i cieplne

 

1 Opis działania Zasada przeciwprądu Obieg faz

2 Schematy zestawów aparaturowych ciągłej destylacji frakcyjnej

a Roztwór dwuskładnikowy normalny

b Roztwór dwuskładnikowy z punktem azeotropowym

c Redestylacja i sprężanie oparów

d Roztwór wieloskładnikowy

3 Bilanse masowe i cieplne przy odbiorze dwóch produktów

a Wiadomości ogólne

b Dowolny przekrój kolumny lub dowolna pólka

c Kolumna z wyparką i skraplaczem

4 Zestaw destylacyjny normalny

a Górna część kolumny 

b Dolna część kolumny

c Przekrój zasilający

d Skraplacz i szczyt kolumny

e Wyparka i dół kolumny

f Metodyka sporządzania bilansów skraplacza i wyparki

5 Specjalne założenia dla zestawu normalnego

a Wiadomości ogólne

b Górna część kolumny i skraplacz

c Dolna część kolumny Różne stany termodynamiczne surowca

d Punkt przecięcia się linii ruchowych dowolnego składnika surowca. Linia pomocnicza surowca

e Skraplacz i wyparka Temperatury faz na szczycie kolumny i w wyparce. Metodyka obliczeń

6 Zestawy destylacyjne niepełne (odwrócone)

a Kolumna wzmacniająca

b Kolumna odpędzająca

7 Zestawy destylacyjne uproszczone

a Kolumna bez wyparki

b Kolumna bez skraplacza

c Kolumna bez skraplacza i wyparki

8 Kolumna normalna zasilana kilkoma surowcami

a Roztwór hornozeotropowy

b Roztwór heterozeotropowy

9 Zestawy dwukolumnowe zasilane jednym surowcem

a Roztwory z punktem azeotropowym

b Roztwory normalne

10 Bilanse masowe i cieplne przy odbiorze wielu produktów

a Kolumna z wyparką i skraplaczem Bilanse całej kolumny

b Bilanse części kolumny

c Metodyka obliczeń

d Kolumna bez wyparki

Literatura

 

Rozdział 5 Minimalny stosunek orosienia

 

1 Wiadomości ogólne

2 Roztwór dwuskładnikowy

3 Roztwór wieloskładnikowy

4 Metody obliczania minimalnego stosunku orosienia dla roztworów wieloskładnikowych przy odbiorze dwóch produktów

a Metoda Gillilanda

b Metoda Maxwella

c Metoda Underwooda

d Metoda Scheibela i Montrossa

e Inne metody

5 Odbiór produktów bocznych

Literatura

 

Rozdział 6 Obliczanie liczby pólek teoretycznych dla roztworów dwuskładnikowych

 

1 Wiadomości ogólne

2 Metoda Sorela

3 Graficzna metoda McCabe'a i Thielego

4 Wpływ stosunku orosienia, czystości produktów i stanu surowca na liczbę pólek teoretycznych

a Związek między stosunkiem orosienia i liczbą półek teoretycznych

b Korelacja Gillilanda i inne

c Dobór stosunku orosienia

d Wpływ czystości produków i składu surowca na liczbę półek teoretycznych

e Wpływ termodynamicznego stanu surowca na liczbę pólek teoretycznych

5 Metoda graficzna Ponchona i Savarita (termodynamiczna)

6 Metody graficzne kombinowane

7 Metody matematyczne

a Liczba pólek minimalna Równanie Fenskego

b Metoda Smokera przesuniętych współrzędnych

c Metoda Lewisa jednostek przenoszenia masy

d Metody dla zakresu małych stężeń 

e Metoda Kuhna

Literatura

 

Rozdział 7 Liczba pólek teoretycznych dla roztworów wieloskładnikowych

 

1 Parametry niezależne Rozdział składników między produkty Reguła Hengstebecka

2 Metody rachunkowe „z półki na półkę"

a Metoda współczynnika równowagi (Lewisa-Mathesona) i współczynnika lotności względnej (Gillilanda)

b Optymalne usytuowanie półki zasilającej

c Metoda zmodyfikowanego ciepła parowania (Gillilanda)

d Metoda względnych stężeń (Thielego i Geddesa)

e Metoda względnych ilości (Hummela)

3 Metody graficzne „z półki na półkę"

a Metoda Cope'a-Lewisa

b Roztwór trójskładnikowy Metoda „z półki na półkę" w układzie trójkątnym

4 Metody graficzne pseudodwuskładnikowe

5 Metoda graficzna zmodyfikowanych linii równowagi Jenny'ego

6 Metoda graficzna zmodyfikowanych linii równowagi Hengstebecka

a Obliczenia przygotowawcze

b Obliczenia zasadnicze dla wersji uproszczonej

7 Metoda pseudograficzna (Scheibela-Montrossa)

8 Metoda termodynamiczna

9 Korelacje graficzne

10 Metody matematyczne pseudodwuskładnikowe

a Minimalna liczba półek teoretycznych

b Metoda zredukowanego współczynnika lotności względnej

c Metoda Underwooda

d Metoda współczynników absorpcji i desorpcji

Literatura

 

Rozdział 8 Sprawność półek. Nowe metody obliczania liczby pólek

 

1 Liczba półek rzeczywistych

2 Sprawność kolumny Ek (ogólna półki)

3 Sprawność lokalna E

4 Sprawność półki umowna EM (Murphree'go)

5 Związki miedzy sprawnością lokalną E i umowną EM Problem przemieszania i porywania cieczy

6 Związek miedzy sprawnością umowną półki EM i sprawnością kolumny Ek

7 Ogólne omówienie wpływu niektórych parametrów na sprawność półki

a Wpływ prędkości fazy gazowej Wg oraz ciekłej Wc

b Wpływ stosunku natężenia przepływu faz

c Wpływ składu fazy

d Wpływ własności fizykochemicznych

8 Metodyka posterowania przy obliczaniu sprawności i liczby półek rzeczywistych

9 Nowe metody obliczania liczby półek rzeczywistych

 Literatura

 

Rozdział 9 Konstrukcja półek i kolumn

 

1 Klasyfikacja pólek

2 Półki kołpakowe

a Dozwolona prędkość fazy gazowej

b Odstęp półek

c Wydzielanie kropel z fazy gazowej przez blachy skierowujące

3 Wymiarowanie elementów półki kołpakowej

4 Metoda Atkinsa

5 Metoda Bollesa

a Kołpaki i rurki gazowe

b Przelewy i elementy spływowe

c Spiętrzenie cieczy na półce hs

d Całkowity spadek ciśnienia fazy gazowej na półce

e Spiętrzenie cieczy w elemencie spływowym

f Usunięcie gazu z cieczy odpływającej

g Stabilność półki

h Zalecana metodyka postępowania

6 Specjalne rozwiązania półek kołpakowych Szczegóły konstrukcyjne

7 Półki sitowe i rusztowe z krzyżowym przepływem faz

a Obliczanie wymiarów półki sitowej z przelewem

8 Półki rusztowe i sitowe bez przelewu, o przeciwprądowym ruchu faz

a Dozwolona prędkość fazy gazowej dla półki rusztowej

b Wysokość warstwy piany i minimalny odstęp półek rusztowych

c Spadek ciśnienia na półce rusztowej

d Porywanie cieczy

e Zalecana metodyka obliczania wymiarów półek bez elementów spływowych

 9 Półki warstewkowe

10 Wskazówki odnośnie doboru półek

11 Półki o specjalnym przeznaczeniu

a Półka z odbiorem frakcji bocznej

b Półka z odbiorem orosienia krążącego

c Półka oddzielająca wodę

d Półki ochładzające

12 Płaszcz kolumny

Literatura

 

Rozdział 10 Kolumny z wypełnieniem i kolumny specjalne

 

1 Kolumny z wypełnieniem

2 Rodzaje wypełnień

a Wypełnienia standartowe

b Wypełnienia specjalne

3 Metody obliczania kolumny z wypełnieniem

4 Obliczanie WRPT Korelacje

5 Porównanie kolumn z wypełnieniem i kolumn półkowych o przeciwprądowym ruchu faz

6 Kolumny rurkowe

7 Kolumny mechaniczne

a Kolumna Ureya z wirującymi stożkami

b Kolumny z wirującą spiralą i z wirującym bębnem

c Kolumna Felda

d Aparat Podbielniaka

8 Kolumny poziome

9 Różne rozwiązania

Literatura

 

Rozdział 11   Destylacja z czynnikiem rozdzielającym.

 Destylacja frakcyjna okresowa i z parą wodną

 

1 Wiadomości ogóine

2 Destylacja ekstrakcyjna

a Graficzna interpretacja wpływu rozpuszczalnika na lotność

b Schemat destylacji ekstrakcyjnej

c Wyznaczenie liczby półek teoretycznych dla surowca dwuskładnikowego w układzie trójkątnym

d Wyznaczanie liczby pólek teoretycznych w układzie prostokątnym (rozpuszczalnik praktycznie nielotny)

e Zmodyfikowana metoda Ponchona i Savarita

f Ekonomia destylacji ekstrakcyjnej

3 Destylacja zeotropowa

4 Destylacja azeotropowa

a Metody rozdziału azeotropów

b Wybór czynnika rozdzielającego, jako funkcja chemicznego charakteru składników A i B

c Destylacja homoazeotropowa (roztwór trójskładnikowy)

d Destylacja heteroazeotropowa (roztwór trójskładnikowy)

e Przykłady zastosowania destylacji azeotropowej

5 Destylacja frakcyjna okresowa

a Schemat zestawu destylacyjnego

b Destylacja roztworu dwuskładnikowego przy stałym składzie destylatu

c Destylacja roztworu dwuskładnikowego przy stałym stosunku orosienia

d Destylacja dla R = 8 

e Destylacja roztworów wieloskładnikowych  

f Wpływ zatrzymania cieczy w kolumnie na rozdział składników

6 Destylacja frakcyjna ciągła z parą wodną

a Wiadomości ogólne:

b Kolumna odpędzająca

c Kolumna wzmacniająca

Literatura

 

Rozdział 12 Urządzenia pomocnicze i regulacja

 

1 Rodzaje aparatów pomocniczych

2 Skraplacze

3 Systemy chłodzenia

4 Wyparki

a Wyparki wbudowane w kolumnę

b Wyparki kotłowe z układem grzejnym

c Wyparki termosyfonowe poziome

d Wyparki termosyfonowe pionowe

e Wyparki z cyrkulacją

5 Systemy ogrzewania wyparek

6 Piece rurowe

7 Pompy

8 Urządzenia próżniowe

9 Zbiorniki

10 Rozplanowanie urządzeń

11 Uziemienie urządzeń

12 Zagadnienia ruchowe

13 Pomiary parametrów ruchowych i regulacja automatyczna

a Regulacja automatyczna jednoparametrowa

b Regulacja automatyczna jednoparametrowa powiązana

c Regulacja automatyczna powiązana, z wykorzystaniem własności produktów

d Zastosowanie maszyn matematycznych do regulacji

e Przykłady regulacji jednej kolumny

f Regulacja destylacji specjalnych

g Uwagi odnośnie doboru regulatorów

14 Przykłady zastosowań technologicznych

15 Surowce wieloskładnikowe o niezupełnie zdefiniowanym składzie

a Destylacja ropy naftowej

b Destylacja smoły węglowej

c Destylacja smoły drzewnej

16 Surowce wieloskładnikowe o zdefiniowanym składzie

a Destylacja frakcyjna produktu uzyskanego przez hydrorafinacje benzolu surowego

b Destylacja frakcyjna syntetycznego metanolu

c Destylacja frakcyjna roztworu aceton-etanol-butanol-woda

d Destylacja frakcyjna kwasów tłuszczowych

17 Surowce dwuskładnikowe

a Odwadnianie i oczyszczanie fenolu

b Odwadnianie kwasu siarkowego

c Destylacja frakcyjna roztworu woda-amoniak

18 Destylacja azeotropowa i ekstrakcyjna

a Destylacja azeotropowa alkoholu etylowego i wody

b Destylacja ekstrakcyjna butadienu

19 Destylacja w niskich temperaturach

a Destylacja frakcyjna ciekłego powietrza w kolumnie Lindego

b Oddestylowanie etylenu z frakcji etylenowej

20 Destylacja izotopów

Literatura

 

Stosowane oznaczenia

 

Skorowidz

 

ZEOLITECONTACT
(c)2007 ZEOLITE | Kontakt: ZEOLITE ® || PROMOCJA: ODPADY NIEBEZPIECZNE ® || PROMOCJA : ZIELONA GLINKA ® | | Hosting i strona: Yunnan | Polityka Prywatności
Google PageRank 
Checker - Page Rank Calculator
zeolite.com.pl