základy procesního inženýrství - Vysoká škola báňská - Technická ...

5. sdílení hmoty mezi fázemi
kapaliny i páry kolonou – tudíž větší spotřebu energie a větší průřez kolony. Pro menší zpětný tok
musí být zase kolona velmi vysoká. Posouzením investičních nákladů na výrobu kolony a provozních
nákladů na ohřev a chlazení lze najít ekonomické optimum. Dnes se dává přednost spíše dražšímu,
energeticky úspornějšímu zařízení, protože kolona z dobrého materiálu může být užívána po řadu
desetiletí a jde o univerzální aparát, opakovatelně využitelný i po případných změnách výrobního
programu podniku.
Pojmy k zapamatování
Rovnováha kapalina – pára pro dvousložkovou směs
T-x,y diagram, čára kondenzace, čára varu, pákové pravidlo
y-x diagram, rovnovážná čára, azeotropní směsi
Destilace, nástřik, destilát, zbytek
Diferenciální destilace, rovnovážná destilace
Rektifikace, kolona, zpětný tok – reflux
Obohacovací část, ochuzovací část, rovnice pracovní čáry
Patrová kolona, kloboučková, sítová, záklopková, ventilová patra
Teoretická patra, skutečná patra, účinnost kolony
Výška odpovídající teoretickému patru
Vícesložková destilace, frakční kolona
Příklady
Příklad 5.1.
Destilace
Surovina o složení 32 hm.% Benzenu a 68 hm.% Toluenu se má dělit rovnovážnou destilací při teplotě 70°C tak,
aby se surovina rozdělila na 60 hm.% parní a 40 hm.% kapalné fáze. Určete složení těchto fází a dělící tlak.
Úvod
Destilací se dělí nejméně dvou složková směs na základě rozdílných teplot varů jednotlivých složek. Dělená
směs se označuje nástřik (Feed), těkavější podíl destilát (Vapour) a méně těkavá část destilační zbytek (Liquid).
Destilace se provozuje jako jednostupňová rovnovážná nebo jako vícestupňová rektifikace. Při popisu
destilačních zařízení zavádíme několik zjednodušujících předpokladů:
Parní fáze (destilát) se chová jako ideální plyn
Destilační zbytek jako ideální roztok
Vztah mezi složením destilátu a složením destilačního zbytku popisuje fázová rovnováha. Ta je dána buď
rovnicí rovnováhy, nebo tabulkou rovnovážných dat.
Rovnovážná destilace Benzen-Toluen U19-2
Postup: Zapíšeme hmotnostní bilanci destilace a složkovou bilanci pro těkavější složku. Zapíšeme rovnici
rovnováhy s ohledem na zjednodušující předpoklady. Stanovíme rozdělovací koeficient z poměrů parciálních
tlaků čistých složek při dané teplotě. Parciální tlaky získáme např. z Antoineovy rovnice.
Hmotnostní bilance destilace:
Hmotnostní bilance těkavější složky:
Rovnice rovnováhy:
128