مسكن مولد كهرباء نوفوسيلوف ، مدرس الكيمياء في مدرسة بيلوزيرسك الثانوية (قرية بيلوزرسكوي ، منطقة كورغان). تكوين الخليط الأولي لإنتاج الحجر الاصطناعي. تحويل الكسور الكتلية إلى ضرس

مولد كهرباء

نوفوسيلوف ، مدرس الكيمياء في مدرسة بيلوزيرسك الثانوية (قرية بيلوزرسكوي ، منطقة كورغان). تكوين الخليط الأولي لإنتاج الحجر الاصطناعي. تحويل الكسور الكتلية إلى ضرس

تكوين الخليط الأولي لإنتاج الحجر الاصطناعي. (معرض الصور "تقنياتنا" على الصفحة التي تحمل الاسم نفسه. ما يتم تضمينه في تكوين الحجر المواجه المصطنع المصنوع من قوالب مرنة مرنة. في جوهره ، حجر الواجهة الزخرفية الذي نتحدث عنه هو رمل نموذجي قائم على الأسمنت البورتلاندي الخرسانة ، المصنوعة عن طريق الصب الاهتزازي إلى مصفوفات مرنة مرنة خاصة - على شكل ولون بشكل خاص. ضع في اعتبارك المكونات الرئيسية للخليط الخرساني لإنتاج حجر المواجهة الاصطناعي عن طريق الصب الاهتزازي ، المادة اللاصقة هي أساس أي حجر مواجه اصطناعي. هو الاسمنت البورتلاندي بدرجة M-400 أو M-500. لضمان أن تظل جودة الخرسانة عالية باستمرار ، نوصي باستخدام الأسمنت "الطازج" فقط (كما تعلم ، فإنه يفقد خصائصه بسرعة بمرور الوقت ومن التخزين غير المناسب) من نفس الشركة المصنعة ذات السمعة الطيبة لإنتاج الحجر الواجهات الزخرفية ، سواء الاسمنت العادي والرمادي والأبيض يبني. في الطبيعة ، هناك عدد من الألوان والظلال التي لا يمكن تكرارها إلا على الأسمنت الأبيض. في حالات أخرى ، يتم استخدام البورتلاند الرمادي (لأسباب تتعلق بالجدوى الاقتصادية).

يستخدم العديد من الشركات المصنعة المحلية للأحجار الاصطناعية مؤخرًا بنشاط الجبس كمادة رابطة. في الوقت نفسه ، يزعمون أن منتجاتهم عبارة عن خرسانة طينية موسعة. وكقاعدة عامة ، يتم تقديم الخرسانة الطينية الموسعة بالفعل في منصات الشركات. ولكن هناك نقطة واحدة تحدد سلوك الشركات المصنعة للحجر الصناعي المواجه. تكلفة قوالب الحقن المرنة المرنة التي تسمح لك بتكرار نسيج الحجر بدقة عالية جدًا.

وإذا تم اتباع التكنولوجيا ، فإن معدل دوران قوالب الحقن ، أي الوقت من لحظة صب الخرسانة إلى لحظة تجريد المنتج ، يكون من 10 إلى 12 ساعة ، مقابل 30 دقيقة على الجص. هذا ما يدفع الشركات لاستخدام الجبس كمادة رابطة. وسعر الجبس أقل بخمس مرات على الأقل من سعر الأسمنت الأبيض. كل هذا يوفر للشركات أرباحًا فائقة. لكن سعر الإصدار للمستخدم النهائي مرتفع للغاية! لن تسمح لك مقاومة الصقيع المنخفضة للغاية وقوة هذه المنتجات بالاستمتاع بمنظر الواجهات لفترة طويلة.

في الصور المقدمة ، يكون منتج الجبس بعد عام واحد من التثبيت. تظهر الشقوق والكسور المتعددة بوضوح. لذلك ، فإن استخدام هذه المواد على نطاق صناعي أمر صعب. بناءً على المهام التي نواجهها ، نفضل إنتاج حجر واجهات صناعي - مادة قريبة من الحجر الطبيعي من حيث خصائص الصلابة والتآكل ، ومناسبة للكسوة الخارجية والداخلية على حد سواء ، بدلاً من الزخارف الهشة وغريبة الأطوار للماء. حشو. اعتمادًا على نوع الحشوات المستخدمة ، يمكن أن تكون الأحجار الاصطناعية القائمة على الأسمنت "ثقيلة" (2-2.4 جم / سم 3) أو "خفيفة" (حوالي 1.6 جم / سم 3). من الناحية المثالية ، يتم استخدام الخرسانة الثقيلة في إنتاج حجر الرصف ، وألواح الرصف الزخرفية ، والأرصفة ، وإطارات القاعدة ، والحجر الداخلي. لإنتاج الحجر الصناعي المستخدم للديكور الخارجي ، يتم استخدام الخرسانة خفيفة الوزن.

تقريبًا هذا ما يفعله المصنعون الذين يعملون على التكنولوجيا الأمريكية. في المناطق ، للأسف ، يتم استخدام الخرسانة الثقيلة في الغالب. بالطبع ، من الأسهل بكثير صنع حجر مزخرف على الرمال ، لكن الحجر الخفيف سيكون دائمًا مفضلًا للمستهلك. إنها مجرد مسألة اختيار. لإنتاج أحجار مواجهة صناعية ثقيلة ، يتم استخدام رمل الكوارتز الخشن بجزء من 0.63-1.5 مم (يؤدي استخدام الرمل الناعم إلى تفاقم خصائص قوة الخرسانة) ، وعند الاقتضاء ، الحصى الناعم ، مثل الرخام ، بجزء صغير من 5-10 ملم. صُنع الحجر "الخفيف" باستخدام رمل طيني ممتد. ولكن عند إنتاج حجر المواجهة الاصطناعي على الطين الموسع ، ينبغي مراعاة العامل التالي. في يوليو 2001 ، تلقينا معلومات من العملاء حول ظهور "طلقات" على سطح المنتجات (خرسانة خفيفة الوزن) (انتفاخ منقط للمادة البيضاء). نتيجة للتشاور مع المتخصصين ، تبين أن "الطلقات" تظهر نتيجة تحلل شوائب الجير في الطين الموسع.

عندما يتفاعل الكالسيوم الحر مع الرطوبة (الماء أو بخاره) ، يحدث تفاعل كيميائي مصحوبًا بزيادة في حجم حبيبات الكالسيوم الحرة ، مما يؤدي إلى ما يسمى بتأثير "اللقطة". CaO + H2O \ u003d Ca (OH) 2 + CO2 \ u003d CaCO3 تكمن خصوصية هذا التفاعل الكيميائي في أنه يستغرق وقتًا طويلاً جدًا - يصل إلى 6 أشهر. ينتج مصنعو الطين الموسع منتجات وفقًا لـ GOST ، مما يسمح بوجود حبيبات الجير حتى 3 ٪ من الكتلة الإجمالية. يقلل تأثير "اللقطات" من خصائص المستهلك للمنتجات ، لذلك كانت المهمة إيجاد حشو جديد لإنتاج الخرسانة خفيفة الوزن.

لقد لوحظ أن تفاعل تفكك الجير يتسبب في تدهور سطح المنتج فقط أثناء التشطيب الداخلي. عند استخدام منتجات لإنهاء القواعد وواجهات المباني ، لا يتم ملاحظة التلف المرئي لمواد التشطيب. وفقًا لتصريحات أحد موظفي NIIZhB ، يتم تسوية تسوس الجير عند استخدام منتجات الزخرفة الخارجية للمباني. فيما يتعلق بتحديد هذا النمط ، منذ أغسطس 2001 ، تم إنتاج منتجات الأعمال الداخلية ليس على الطين الموسع ، ولكن على مجموعة أخرى (أثقل). للتبديل إلى حشو واحد ، نقدم الحلول التالية لهذه المشكلة: 1. استخدام الطين الممدد المسحوق مع كسر لا يقل عن 2 سم كحشو. 2. إنشاء مقالب طينية موسعة مع التعرض في منطقة مفتوحة لمدة 6 على الأقل -9 أشهر.

3. عمل حشو غير متجانس من رمل الكوارتز وحشو صناعي أخف. 4. استخدام الخفاف الخبث. ومع ذلك ، ستزداد الكثافة الظاهرية للمنتج النهائي إلى 1800-2000 كجم / م 3. يجب أن يفي الركام الخفيف بالمتطلبات التالية. الوزن الحجمي حوالي 600 كجم / م 3. جزء صغير من الرمل 0-0.5 سم أو 0-1 سم (وجود جزء دقيق 15٪ بالحجم. قوة ضغط 18 كجم / سم (معامل الطين الممتد. امتصاص الماء يصل إلى 25٪ (معامل الطين الممتد. في إنتاج الحجر الصناعي ، ألواح الرصف الزخرفية) ، المنتجات المعمارية الصغيرة على قوالب مرنة مرنة ، يمكن استخدام الحشوات التالية: الخفاف الخبث ، الخبث المحبب ، الحجر المسحوق ورمل الخبث ، الزجاج الرغوي ، رمل البيرلايت الموسع ، البيرلايت الممتد بشكل صارم ، الفيرموكوليت الموسع ، البوليسترين الموسع ، رمل الكوارتز المخصب ، رقائق الرخام ، رمل البناء (أبيض) ، رمل القولبة ، الخفاف البركاني ، الأصباغ والأصباغ ، أهم مكونات حجر الواجهات الزخرفية هي الأصباغ (الأصباغ) المستخدمة. ماهر أو غير كفؤ يؤثر استخدام الملونات بشكل مباشر على مظهر المنتج النهائي ، وفي أيدي ذوي الخبرة ، تتحول الخرسانة العادية إلى شيء لا يمكن تمييزه تمامًا عن الحجر الطبيعي "البري". كيفية تحقيق ذلك؟ تستخدم الأصباغ المعدنية غير العضوية (التيتانيوم والحديد وأكاسيد الكروم) والأصباغ الخاصة المقاومة للضوء والطقس لتلوين الأسمنت. عادة ما يختار المصنعون ذوو الخبرة الأصباغ من شركات مثل Bayer و Du Pont و Kemira وغيرها لا تقل شهرة. هذا لا يرجع فقط إلى الجودة العالية لمنتجاتهم ، ولكن أيضًا إلى مجموعة منتجاتهم الواسعة. لذلك ، تقدم Bayer عدة عشرات من أصباغ أكسيد الحديد. من خلال دمجها مع بعضها البعض ، يمكنك اختيار أي ظل للون مرغوب فيه تقريبًا. لذلك ، فإن الأسمنت البورتلاندي ورمل الطين الممتد والأصباغ هي التركيبة الرئيسية للحجر الصناعي المواجه. يحصر العديد من مصنعي المنتجات الخرسانية المعمارية أنفسهم في ذلك ، على الرغم من وجود عدد كبير من الإضافات المختلفة في الأسمنت لتحسين بعض الخصائص. في أي مدينة رئيسية ، يمكنك العثور على موردي الإضافات المحلية والمستوردة للخرسانة. هذه هي العديد من الملدنات الفائقة التي تعمل على تحسين قابلية التشغيل وزيادة قوة الخرسانة ؛ إضافات بوليمر لاتكس لها تأثير مفيد على متانة الخرسانة ؛ معجلات تصلب الخرسانة وإضافات ماصة للهواء ؛ طارد المياه الحجمي ، عدة مرات تقلل من امتصاص الماء (مفيدة للواجهة والطابق السفلي وحجر الرصف) ؛ ألياف كيميائية للتقوية المتفرقة ، مما يزيد بشكل كبير من مقاومة التشقق وأكثر من ذلك بكثير. لاستخدام أي من هذه المواد المضافة أم لا - قرر بنفسك ، نريد فقط أن نوصي باستخدام مركبات التشريب الواقية للمعالجة السطحية لحجر الواجهة الزخرفية. سيحقق طارد المياه المختار بشكل صحيح للخرسانة النتائج التالية. سيزيد من جماليات إدراك الحجر ويزيل "الغبار" - وهي سمة مميزة لأي خرسانة أسمنتية. سيزيد من عمر خدمة حجر الواجهة (النقطة هنا هي أن عملية تدمير الخرسانة المزخرفة تؤثر بشكل أساسي على تشبع اللون قبل ظهور علامات التدمير الأولى بوقت طويل ، والسبب في ذلك هو تعرض الجسيمات الكلية على السطح الأمامي من الحجر. سيقلل بشكل حاد من مخاطر التفتح على سطح الحجر ، والتي تشكل كارثة حقيقية للخرسانة الزخرفية الأسمنتية ، ولهذا السبب يجب أن تحظى بأكبر قدر من الاهتمام.

إذابة الماء. كان للمحلول الذي تم الحصول عليه بعد تمرير الغازات عبر الماء تفاعل حمضي. عندما تمت معالجة هذا المحلول بنترات الفضة ، ترسب 14.35 جم من راسب أبيض. تحديد التركيب الكمي والنوعي للمزيج الأولي للغازات. المحلول.

الغاز الذي يحترق لتكوين الماء هو الهيدروجين ، وهو قابل للذوبان بشكل طفيف في الماء. تفاعل في ضوء الشمس بانفجار الهيدروجين مع الأكسجين والهيدروجين والكلور. من الواضح ، كان هناك الكلور في الخليط مع الهيدروجين ، لأن. يكون HC1 الناتج شديد الذوبان في الماء ويعطي ترسبات بيضاء مع AgNO3.

وهكذا ، يتكون الخليط من غازات H2 و C1:

1 مول 1 مول

HC1 + AgN03 - »AgCl 4- HN03.

اكس مول 14.35.00

عند معالجة 1 مول من HC1 ، يتم تكوين 1 مول من AgCl ، وعند معالجة x mol ، 14.35 جم أو 0.1 مول. السيد (AgCl) = 108 + 2 4- 35.5 = 143.5 ، M (AgCl) = 143.5 جم / مول ،

v = - = = 0.1 مول ،

تم احتواء x = 0.1 مول من HC1 في المحلول. 1 مول 1 مول 2 مول H2 4-C12 2HC1 x مول y مول 0.1 مول

س \ u003d ص \ u003d 0.05 مول (1.12 لتر) من الهيدروجين والكلور تفاعل ليشكل 0.1 مول

HC1. احتوى الخليط على 1.12 لتر من الكلور ، وهيدروجين 1.12 لتر + 1.12 لتر (فائض) = 2.24 لتر.

مثال 6 معمل يحتوي على خليط من كلوريد الصوديوم واليوديد. تمت إذابة 104.25 جم من هذا الخليط في الماء وتم تمرير فائض من الكلور خلال المحلول الناتج ، ثم تم تبخير المحلول حتى التجفيف وتكلس المادة المتبقية إلى وزن ثابت عند 300 درجة مئوية.

اتضح أن كتلة المادة الجافة هي 58.5 جم حدد تركيبة الخليط الأولي بالنسبة المئوية.

السيد (NaCl) = 23 + 35.5 = 58.5 ، M (NaCl) = 58.5 جم / مول ، السيد (Nal) = 127 + 23 = 150 M (Nal) = 150 جم / مول.

في الخليط الأولي: كتلة NaCl - x g ، كتلة Nal - (104.25 - x) جم.

عند المرور بمحلول كلوريد ويوديد الصوديوم ، يتم إزاحة اليود بها. عند تمرير البقايا الجافة ، يتبخر اليود. وبالتالي ، يمكن أن يكون كلوريد الصوديوم فقط مادة جافة.

في المادة الناتجة: كتلة كلوريد الصوديوم في الأصل x g ، الكتلة التي تم الحصول عليها (58.5-x):

2150 جم 258.5 جم

2NaI + C12 -> 2NaCl + 12

(104.25 - x) جرام (58.5 - x) ز

2150 (58.5 - س) = 2 58.5 (104.25 ×)

س = - = 29.25 (ز) ،

أولئك. كان NaCl في الخليط 29.25 جم ، و Nal - 104.25 - 29.25 = 75 (جم).

ابحث عن تركيبة الخليط (بالنسبة المئوية):

ث (نال) = 100٪ = 71.9٪ ،

مثال 7 يتم إذابة 68.3 جم من خليط من النترات واليوديد وكلوريد البوتاسيوم في الماء ومعالجتها بماء الكلور. نتيجة لذلك ، تم إطلاق 25.4 جرام من اليود (إهمال قابلية الذوبان في الماء). تمت معالجة نفس المحلول باستخدام نترات الفضة. سقط 75.7 جم من الرواسب. حدد تكوين الخليط الأولي.

لا يتفاعل الكلور مع نترات البوتاسيوم وكلوريد البوتاسيوم:

2KI + C12 - »2KS1 + 12 ،

2 مول - 332 جم 1 مول - 254 جم

ملغ (K1) \ u003d 127 + 39-166 ،

س = = 33.2 جم (كان KI في الخليط).

الخامس (KI) - = = 0.2 مول.

1 مول 1 مول

KI + AgN03 = Agl + KN03.

0.2 مول x مول

س = = 0.2 مول.

السيد (Agl) = 108 + 127 = 235 ،

م (Agl) = Mv = 235 0.2 = 47 (ص) ،

ثم سوف يكون AgCl

75.7 جم - 47 جم = 28.7 جم.

74.5 جرام 143.5 جرام

KCl + AgN03 = AgCl + KN03

X \ u003d 1 L_ \ u003d 14.9 (KCl).

لذلك ، احتوى الخليط على: 68.3 - 33.2 - 14.9 = 20.2 جم KN03.

مثال 8. لتحييد 34.5 جم من الزيت ، يتم استهلاك 74.5 مل من محلول هيدروكسيد البوتاسيوم بنسبة 40٪. كم عدد مولات أكسيد الكبريت (VI) التي تمثل مولًا واحدًا من حامض الكبريتيك؟

100٪ حمض الكبريتيك يذيب أكسيد الكبريت (VI) بأي نسبة. يسمى التكوين المعبر عنه بالصيغة H2S04 * xS03 أوليم. دعونا نحسب كمية هيدروكسيد البوتاسيوم اللازمة لتحييد H2SO4:

1 مول 2 مول

H2S04 + 2KOH -> K2S04 + 2H20 xl مول y مول

يستخدم y - 2 * x1 مول من KOH لتحييد SO3 في زيت الزيتون. دعونا نحسب كمية KOH اللازمة لتحييد 1 مول من SO3:

1 مول 2 مول

S03 4- 2KOH -> K2SO4 + H20 x2 مول ض مول

z - 2 × 2 مول من KOH يذهب لتحييد SOg في أوليوم. يتم استخدام 74.5 مل من محلول KOH بنسبة 40 ٪ لتحييد الأوليوم ، أي 42 جم أو 0.75 مول KOH.

لذلك ، 2 xl + 2x 2 \ u003d 0.75 ،

98 xl + 80 x2 = 34.5 جرام ،

xl = 0.25 مول H2SO4 ،

x2 = 0.125 مول SO3.

مثال 9 يوجد خليط من كربونات الكالسيوم وكبريتيد الزنك وكلوريد الصوديوم. إذا تمت معالجة 40 جم من هذا الخليط مع فائض من حمض الهيدروكلوريك ، فسيتم إطلاق 6.72 لترًا من الغازات ، حيث يؤدي التفاعل مع فائض أكسيد الكبريت (IV) إلى إطلاق 9.6 جم من الرواسب. حدد تكوين الخليط.

عند التعرض لمزيج من حمض الهيدروكلوريك الزائد ، يمكن إطلاق أول أكسيد الكربون (IV) وكبريتيد الهيدروجين. يتفاعل كبريتيد الهيدروجين فقط مع أكسيد الكبريت (IV) ، لذلك ، وفقًا لكمية الراسب ، يمكن حساب حجمه:

CaC03 + 2HC1 -> CaC12 + H20 + C02t (لتر)

100 جم - 1 مول 22.4 لتر - 1 مول

ZnS + 2HC1 -> ZnCl2 + H2St (2)

97 جم - 1 مول 22.4 لتر - 1 مول

44.8 لتر - 2 مول 3 مول

2H2S + S02- »3S + 2H20 (3)

xl لتر 9.6 جرام (0.3 مول)

xl = 4.48 لتر (0.2 مول) H2S ؛ من المعادلات (2-3) يمكن ملاحظة أن ZnS كان 0.2 مول (19.4 جم):

2H2S + S02 -> 3S + 2H20.

من الواضح أن أول أكسيد الكربون (IV) في الخليط كان:

6.72 لتر - 4.48 لتر \ u003d 2.24 لتر (CO2).

مقدمة

التصحيح هو عملية نقل جماعي ، يتم إجراؤها في معظم الحالات في أجهزة عمود معاكسة مع عناصر تلامس (عبوات ، ألواح) مماثلة لتلك المستخدمة في عملية الامتصاص. لذلك ، تشترك طرق نهج حساب وتصميم محطات التقطير والامتصاص في الكثير. ومع ذلك ، هناك عدد من ميزات عملية التصحيح (نسبة مختلفة من أحمال السائل والبخار في الجزأين السفلي والعلوي من العمود ، والخصائص الفيزيائية للمراحل ومتغير معامل التوزيع على طول ارتفاع العمود ، وتدفق الكتلة المشترك و عمليات نقل الحرارة) تعقد حسابها.

تتمثل إحدى الصعوبات في عدم وجود انتظام عام لحساب المعاملات الحركية لعملية التصحيح. إلى أقصى حد ، ينطبق هذا على الأعمدة التي يزيد قطرها عن 800 مم مع العبوات والصواني ، والتي تُستخدم على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية. تنبع معظم التوصيات من استخدام التبعيات الحركية التي تم الحصول عليها في دراسة عمليات الامتصاص لحساب أعمدة التقطير.

في عملية التقطير ، هناك تبادل مستمر بين مرحلتي السائل والبخار. يتم إثراء الطور السائل بمكون عالي الغليان ، ويتم إثراء طور البخار بمكون منخفض الغليان. تحدث عملية نقل الكتلة على طول ارتفاع العمود بين تدفق البلغم لأسفل والبخار المتصاعد. لتكثيف عملية النقل الشامل ، يتم استخدام عناصر الاتصال ، مما يسمح بزيادة سطح نقل الكتلة. في حالة استخدام الحشوة ، يتدفق السائل لأسفل في طبقة رقيقة فوق سطحه ؛ في حالة استخدام الصواني ، يمر البخار عبر الطبقة السائلة على سطح الصواني. يقدم هذا البحث حساب عمود تقطير الدرج لفصل خليط ثنائي من الأسيتون والبنزين

الرسم التخطيطي الرئيسي لمحطة التقطير

يتم تقديم رسم تخطيطي لوحدة التقطير في. يتم تغذية الخليط الأولي من الخزان الوسيط 1 بواسطة مضخة طرد مركزي 2 إلى المبادل الحراري 3 ، حيث يتم تسخينه إلى نقطة الغليان. يتم تغذية الخليط المسخن إلى الفصل في عمود التقطير 5 على لوحة التغذية ، حيث يكون تكوين السائل مساويًا لتكوين الخليط الأولي XF.

يتدفق السائل إلى أسفل العمود ، ويتفاعل مع البخار المتصاعد لأعلى ، والذي يتكون أثناء غليان سائل القاع في الغلاية 4. التكوين الأولي للبخار يساوي تقريبًا تكوين بقايا القاع X w ، أي استنفد في المكون المتطاير. نتيجة للتبادل الكتلي مع السائل ، يتم إثراء البخار بمكون شديد التقلب. لإثراء أكثر اكتمالاً ، يتم ري الجزء العلوي من العمود وفقًا لنسبة ارتداد معينة بسائل (ارتداد) من التركيبة X p التي تم الحصول عليها في مكثف راجع 6 عن طريق تكثيف البخار الخارج من العمود. تتم إزالة جزء من ناتج التكثيف من جهاز إزالة البلغم في شكل منتج فصل نهائي - ناتج التقطير ، والذي يتم تبريده في المبادل الحراري 7 وإرساله إلى الخزان الوسيط 8.

من الجزء السفلي من العمود ، تزيل المضخة 9 سائل القاع باستمرار - منتج غني بمكون منخفض التطاير ، والذي يتم تبريده في مبادل حراري 10 وإرساله إلى الخزان 11.

وهكذا ، في عمود التقطير ، يتم تنفيذ عملية مستمرة غير متوازنة لفصل الخليط الثنائي الأولي إلى ناتج التقطير (مع محتوى عالٍ من مكون متطاير) وبقايا التقطير (المخصب بمكون غير متطاير).

أرز. 1 رسم تخطيطي لوحدة التقطير:

1 - وعاء للخليط الأولي ؛ 2.9 - مضخات 3 - سخان مبادل حراري 4 - سخان مياه؛ 5 - عمود التقطير ؛ 6 - مزيل البلغم. 7 - مبرد التقطير. 8 - حاوية لجمع نواتج التقطير ؛ 10 - مبرد سائل سفلي ؛ 11 - وعاء للسائل السفلي.

الحساب التكنولوجي لعمود التقطير للعمل المستمر

ممارسه الرياضه

تصميم محطة تقطير لفصل الخليط.

خليط: الأسيتون - البنزين.

كمية الخليط الأصلي:
طن / ساعة = 15000 كجم / ساعة

تكوين الخليط الأولي:
٪ وزن.

تكوين بقايا ضريبة القيمة المضافة:
٪ وزن.

تكوين نواتج التقطير:
٪ وزن.

ضغط بخار التسخين: 5 ضغط جوي

الضغط في العمود: 1 أتا

نوع أجهزة الاتصال: أقراص الصمام

بناء خطوات عملية التصحيح

تحويل الكسور الكتلية إلى ضرس

حيث M A و M B هي الكتلة المولية للأسيتون والبنزين ، على التوالي ، كجم / مول.

M A = 58 كجم / مول ؛ م ب = 78 كجم / مول

ميزان المواد للعمود

الكتلة المولية للخليط الأولي

استهلاك الخلد الثاني للخليط

استهلاك نواتج التقطير

دعونا نستبدل هذا التعبير ، حيث F ، D ، W هي تكاليف الخليط الأولي ، نواتج التقطير ، بقايا التقطير ، kmol / s.

كمول / ثانية

التوازن بين البخار والسائل

الجدول 1. تركيبات توازن السائل ( x) وزوج ( ذ) في المول. ونقطة الغليان ( ر) في مخاليط ثنائية درجة مئوية عند 760 ملم RT. فن.

أرز. 2 منحنى التوازن وموقع خط التشغيل عند R دقيقة

أرز. 3 الرسم البياني t - x، y.

1 - خط السائل 2 - خط البخار.

الحد الأدنى لعدد الجزر

bmax = 0.35 (الشكل 2)

رقم ارتداد العمل

1.
; - معامل زيادة البلغم

أرز. 4 تحديد رسومي لعدد اللوحات النظرية في

أرز. 5 تحديد رسومي لعدد اللوحات النظرية في

أرز. 6 تحديد رسومي لعدد اللوحات النظرية في

أرز. 7 تحديد رسومي لعدد اللوحات النظرية في

أرز. 8 تحديد رسومي لعدد اللوحات النظرية في

رقم الارتداد الأمثل

الجدول 2. عدد الخطوات النظرية لنسب ارتداد مختلفة

أرز. 9 اعتماد عدد الخطوات النظرية على رقم الارتداد

أرز. 10 تحديد نسبة الارتداد الأمثل

يوضح الرسم البياني (الشكل 10) ، المبني على أساس البيانات (الجدول 2) ، أن الحد الأدنى لحجم العمود سيحدث عند R = 2.655. نحن نقبل رقم البلغم هذا لمزيد من العمليات الحسابية والعدد المقابل للخطوات النظرية n tc in = 19 ؛ ن ts ن = 5

معدل التدفق المولي للسائل في أعلى وأسفل العمود

معدل التدفق المولي للبخار في العمود

الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمراحل البخار والسائل لأعلى وأسفل العمود

متوسط التركيزات المولية للسائل والبخار

مول. دولار أمريكي

وفقًا للمخطط t - x ، y (الشكل 3) ، بتركيزات سائلة متوسطة ونحدد متوسط درجات حرارة السائل: درجة مئوية و
درجة مئوية

مول. دولار أمريكي

مول. دولار

أين ذ د = x د ; ذ دبليو = x دبليو ; ذ Fهي تركيبة البخار المقابلة لتكوين الخليط الأولي x F(الشكل 6)

وفقًا لمخطط t - x، y (الشكل 3) ، عند متوسط تركيزات البخار ونحدد متوسط درجات حرارة البخار:
درجة مئوية (334 كلفن) و
° С (347 كلفن) ؛

متوسط الكتلة المولية للسائل والبخار

متوسط كثافة السائل والبخار

تحويل التركيزات المولية إلى كتلة:

بالوزن. دولار أمريكي

كجم / م 3 ،

أين
و
هي كثافات الأسيتون والبنزين ، على التوالي ، عند درجة حرارة درجة مئوية ،
كجم / م 3 ،
كجم / م 3

كجم / م 3 ،

أين و كثافات الأسيتون والبنزين ، على التوالي ، عند درجة حرارة درجة مئوية ،
كجم / م 3 ، كجم / م 3

حيث T 0 هي درجة الحرارة المطلقة التي تساوي 273K

متوسط لزوجة السائل والبخار

أين
وهي لزوجة الأسيتون والبنزين ، على التوالي ، عند درجة حرارة درجة مئوية ،
,

أين و هي لزوجة الأسيتون والبنزين ، على التوالي ، عند درجة حرارة درجة مئوية ،
,

معدلات تدفق الكتلة والحجم للسائل والبخار

متوسط تكاليف الكتلة:

تكاليف الحجم:

الجدول 3. معلمات تدفق البخار والسائل في العمود

اسم الدفق	البعد المعلمة
اسم الدفق
سائل في الجزء العلوي من العمود		=63	=767,5	=5,12	=6,67∙10 -3
سائل في قاع العمود		=72,2	=802,6	=10,31	=1,29∙10 -2
بخار في الجزء العلوي من العمود		=62	=1,25
بخار أسفل العمود			=1,4	=7,95	=5,68

الحساب الهيدروليكي للعمود

عامل زيادة الحمل

سرعة البخار المقدرة

لأعلى العمود:

للأسفل:

قطر الدائرة

أعلى العمود:

أسفل العمود:

سرعة البخار الفعلية

لأن
نقبل عمود بقطر
في الجزء العلوي من العمود:

في أسفل العمود:

منطقة العلبة النشطة النسبية

محيط الصرف

٪؛ قسم الفائض 0.3 م 2

عامل الحمولة

لأعلى العمود:

لأسفل العمود:

معامل التوتر السطحي لأعلى العمود:

أين وهي التوتر السطحي للخليط للجزء العلوي والسفلي من العمود ، على التوالي ،
N / م ، N / م

لنأخذ الحد الأدنى للمسافة بين اللوحين
م
;

م / ث لأسفل العمود:

التحقق من شروط قبول سرعات البخار للأجزاء العلوية والسفلية من العمود:

يمكن ملاحظة أن الشرط غير مستوفٍ للأجزاء العلوية أو السفلية من العمود. من خلال زيادة المسافة المتتالية بين الألواح ، وكذلك قطر العمود ، نجد أن الحالة لن تكون راضية إلا بقطر m ؛
م

سرعة البخار الفعلية أعلى العمود:

في أسفل العمود:

محيط الصرف
م ؛ قسم مجاني نسبي
٪؛ قسم الفائض 0.52 م 2

قسم الفائض النسبي:

منطقة العلبة النشطة النسبية:

المسافة بين اللوحات م
;

سرعة البخار المسموح بها في قسم العمل بالعمود للجزء العلوي:

لأسفل العمود:

شروط قبول سرعات البخار للأجزاء العلوية والسفلية من العمود:

>
>

تم استيفاء الشروط.

الحمل المحدد للسائل على قسم التصريف

في الجزء العلوي من العمود:

في أسفل العمود:

عامل تحميل البخار

لأعلى العمود:

لأسفل العمود:

احتياطي السائل فوق حد التصريف في الجزء العلوي من العمود:

للأسفل:

عمق محتدما

ارتفاع طبقة البخار السائل على ألواح الجزء العلوي من العمود:

على لوحات أسفل العمود:

ارتفاع عتبة الصرف

في الجزء العلوي من العمود:

في أسفل العمود:

عمق الفقاعات الديناميكي

الحد الأدنى لسرعة البخار المسموح بها في القسم الحر من العمود

أين - سماكة الصمام تساوي 0.001 م ؛
- كثافة المواد (الصلب) تساوي 7700 كجم / م 3

الحد الأدنى لسرعة البخار المسموح بها في القسم الحر من الألواح العلوية:

آنسة

في القسم المجاني من اللوحات السفلية:

أين
- معامل السحب

عامل أمان القسم:

منذ> 1 و > 1 ، يضمن القسم المجاني المحدد من اللوحات تشغيلها بشكل موحد ، ونحن نقبل ذلك

عامل التهوية

للأطباق العلوية:

للألواح السفلية:

على الأطباق العلوية:

على الأطباق السفلية:

ارتفاع طبقة السائل

على الأطباق العلوية:

على الأطباق السفلية:

المقاومة الهيدروليكية للصفائح

في الجزء العلوي من العمود:

في أسفل العمود:

ارتفاع المسافة الفاصلة بين اللوحات

في الجزء العلوي من العمود:

في أسفل العمود:

حيث K 5 \ u003d 1 - معامل الرغوة للخليط

احتجاز سائل Intertray

في الجزء العلوي من العمود:

في أسفل العمود:

منطقة المقطع العرضي للعمود:

سرعة السائل في أجهزة الفائض للألواح العلوية:

في أجهزة الفائض للوحات السفلية:

سرعة السائل المسموح بها في أجهزة الفائض للألواح العلوية:

م / ث في أجهزة الفائض للوحات السفلية:

السرعة الفعلية للسائل في الفيضانات أقل من المسموح بها.

كفاءة الاتصال المحلي

معامل انتشار البخار

أين ؛ حجم معين من الأسيتون والبنزين ، على التوالي

معامل انتشار البخار أعلى العمود:

أين
- درجة حرارة البخار أعلى العمود

معامل انتشار البخار أسفل العمود:

أين
- درجة حرارة البخار أسفل العمود

لأعلى العمود:

أين و هي لزوجة الأسيتون والبنزين ، على التوالي ، عند درجة حرارة ° С ،

حيث Ф = 1 هي معلمة بلا أبعاد ، تأخذ في الاعتبار ارتباط جزيئات المذيب

معامل انتشار السائل لقاع العمود:

أين و هي لزوجة الأسيتون والبنزين ، على التوالي ، عند درجة حرارة ° С ،

عدد وحدات النقل

في الطور الغازي لأعلى العمود:

لأسفل العمود:

عدد وحدات نقل السوائل أعلى العمود:

للأسفل:

قطر المناسب لمدخل الارتداد ،

قطر التركيب لمخرجات ضريبة القيمة المضافة ،

فهرس

أوليانوف. بكالوريوس ، Badenikov V.Ya. ، Likuchev V.G. ، عمليات وأجهزة التكنولوجيا الكيميائية. كتاب مدرسي - أنجارسك: دار النشر التابعة لأكاديمية أنجارسك الفنية الحكومية ، 2005 - 903 ص.

ديتنيرسكي يو. العمليات والأجهزة الأساسية للتكنولوجيا الكيميائية: دليل التصميم / محرر. يو. ديتنرسكي. م: الكيمياء ، 1991. - 496 ص.

مبادئ توجيهية لتصميم مسار عمليات وأجهزة التكنولوجيا الكيميائية - إد. الثاني ، مراجعة. واكثر. - أنجارسك ، AGTA ، 2005 - 64 ص.

الأعمدة ل انفصالثلاثة مكونات ايزوتروبيك مخاليطباستخدام مبادئ قابلية التحويل لفصل الفتحات // انفصالسائل غير كامل مخاليط ...

... معلمات التشغيل لعملية التقطير الاستخراجي مخاليط الأسيتون- الكلوروفورم في عمود معقد مع قسم جانبي

عمل الدبلوم >> الكيمياء

... قطاععدد من الصناعية مخاليط. استخدامها على المنشآتتجزئة الغاز ل انفصال مخاليط ... التقطيرالمجمعات ذات التدفقات الحرارية المقترنة جزئيًا: أ - بأقسام تجريد جانبية ل انفصال ... انفصال مخاليط الأسيتون- ...

تطوير مخطط توفير الطاقة انفصالثلاثة مكونات ايزوتروبيك مخاليطبنزين سيكلوهكسان - هكسان

عمل الدبلوم >> الكيمياء

يعمل المنشآت. مستمرتصحيح متعدد المكونات مخاليطالتي أجريت في المنشآتتتكون من رقم التقطيرالأعمدة مستمر أجراءات، ... يتحدد بالتعبير: 2.7.1 وهكذا ، ل انفصال مخاليط، تتكون من 3 مكونات ، ...

طرق انفصالايزوتروبي مخاليط

عمل الدبلوم >> الكيمياء

تنطبق على قطاععدد من الصناعية مخاليط. استخدامها على المنشآتتجزئة الغاز ل انفصال مخاليط iso-c4 ... تحت عمليتحول الإشعاع فوق البنفسجي إلى خليط من كلوريد البنزيل ، أ ، ثنائي كلورو تولين (كلوريد البنزال) و (ثلاثي كلورو ميثيل) البنزين (...

يمكن التعبير عن تكوين خليط التوازن باستخدام:

أ) درجة التفكك ()

ب) درجة التحول ()

ج) إنتاجية المنتج (x)

دعنا نلقي نظرة على كل حالة من هذه الحالات مع أمثلة:

أ) حسب درجة التفكك

درجة التفكك () هو جزء الجزيئات المنفصلة من العدد الأولي للجزيئات. يمكن التعبير عنها من حيث مقدار المادة

أين ن ديسهو عدد الشامات المتحللة لمواد البداية ؛ ن المرجعهو عدد مولات مادة البداية قبل التفاعل.

يجب أن يكون هناك ، على سبيل المثال ، 5 مول NO 2 قبل التفاعل ، و α هي درجة تفكك NO 2.

بالمعادلة (1.20)
، سيبقى NO 2 غير المتفاعل (5 - 5).

وفقًا لمعادلة التفاعل ، عند تفكك 2 مول من NO2 ، يتم الحصول على 2 مول من NO و 1 مول من O 2 ، ومن 5 على التوالي ، 5 مول من NO و الخلد O 2. سيكون خط التوازن:

ب ) حسب درجة التحول

درجة تحول المادة () هي نسبة الجزيئات المتفاعلة لمادة معينة إلى العدد الأولي لجزيئات هذه المادة. نعبر من خلال كمية المادة في الشامات

(1.21)

دع 2 مول من CO و 2 مول من H 2 تؤخذ ،  هي درجة تحويل الهيدروجين في التفاعل

دعونا نشرح خط التوازن. ننطلق من مادة تُعرف درجة تحولها ، أي H 2. من المعادلة (1.21) نحصل على n reag = n ref ·  = 2 .

يمكن أن نرى من معادلة القياس المتكافئ أن ثاني أكسيد الكربون يُستهلك 3 مرات أقل من H 2 ، أي إذا تفاعل H 2 2 ، فإن ثاني أكسيد الكربون سيتفاعل ، والباقي سيبقى دون رد فعل بحلول وقت التوازن. نتحدث أيضًا عن المنتجات التي تستخدم المعادلة المتكافئة.

الخامس) حسب إنتاجية المنتج.

عائد المنتج (س) هي كمية المادة النهائية في الشامات. دع "x" يكون ناتج الميثانول في التفاعل

في جميع الحالات الثلاث ، يكون المنطق متشابهًا وينطلق من مادة معروف عنها شيء ما (في الأمثلة يتم وضع خط تحتها هذه القيمة).

بمعرفة تكوين خليط التوازن ، يمكننا التعبير عن ثابت التوازن. لذلك ، بالنسبة للحالة "in"

ومن المعادلة (1.19)

محصول المادة في كسور(أو٪) - نسبة كمية المنتج المتكونة إلى الكمية الإجمالية للمادة في خليط التوازن:

في هذا المثال:

1.3.4 تأثير العوامل المختلفة على تحول التوازن (على تكوين خليط التوازن)

تأثير الضغط (أو الحجم) عند T =مقدار ثابت

إذا كان النظام مثاليًا ، فإن ثابت التوازن K p لا يعتمد على الضغط (أو الحجم). إذا استمر التفاعل عند ضغوط عالية ، فيجب استخدام المعادلة التالية:

, (1.22)

أين F- الزوال.

ك Fلا تعتمد على الضغط ، بينما قيمة K p تعتمد على الضغط ، ولكن مع انخفاض الضغط ، تقترب من قيمة K F، لأن خليط الغاز الحقيقي يقترب من الحالة المثالية ، F  ص. لذلك من أجل رد الفعل:

عند 350 atm K. F = 0.00011 ك ص = 0,00037

في ضغوط منخفضة ، يمكن للمرء أن ينظر ل صبغض النظر عن الضغط ، هذا هو
. فيما يلي سننظر في هذه الحالة بالذات.

يتضح من العلاقة (1.12) أن الكميات
,
سيعتمد على الضغط ، لذلك ، دون التأثير على ثابت التوازن ، يمكن أن يؤثر التغيير في الضغط على تكوين خليط التوازن وإنتاجية المنتجات.

(1.23)

توضح المعادلة (1.23) أن تأثير الضغط على
بسبب القيمة n:

n 0 ، يستمر التفاعل بزيادة عدد مولات المنتجات الغازية ، على سبيل المثال:

، أي مع زيادة الضغط الكلي ل Xالنقصان والنقصان وعدد المنتجات في خليط التوازن ، أي أن التوازن ينتقل إلى اليسار ، نحو تكوين COCl 2.

n = 0-2-1 = -3

، أي مع زيادة الضغط ، تزداد K x (وعائد المنتج).

ك= ك= ثابت. في هذه الحالة ، لا يعتمد تكوين خليط التوازن على الضغط.

اضافة غاز خاملعند P = const ، فإنه يؤثر على تحول التوازن بشكل مشابه لانخفاض الضغط. الغازات الخاملة في التوازن الكيميائي هي غازات لا تتفاعل مع المواد المتفاعلة أو منتجات التفاعل.

زيادة الحجمعند الضغط المستمر يؤثر على تحول التوازن بشكل مشابه لانخفاض الضغط.

تأثير النسبة بين المكونات

يتأثر أيضًا تكوين خليط التوازن بنسبة الكواشف المأخوذة للتفاعل.

سيكون أعلى إنتاج للمنتجات بنسبة متكافئة. لذلك من أجل رد الفعل

نسبة الهيدروجين والنيتروجين 3: 1 ستعطي أعلى إنتاج للأمونيا.

في بعض الحالات ، يلزم درجة عالية من تحويل أحد المواد المتفاعلة حتى على حساب إنتاجية المنتج.

على سبيل المثال ، في تكوين كلوريد الهيدروجين عن طريق التفاعل

من الضروري إجراء تحويل أكثر اكتمالاً للكلور بحيث يحتوي خليط التوازن على أقل قدر ممكن من الكلورين. يذوب خليط التوازن في الماء وبالتالي يتم الحصول على حمض الهيدروكلوريك. في هذه الحالة ، يكون الهيدروجين غير قابل للذوبان تقريبًا في الماء ولا يحتوي على حمض ، بينما يذوب الكلور الحر وتتدهور جودة حمض الهيدروكلوريك.

لتحقيق أقصى درجة من تحويل Cl 2 ، خذ الكاشف الثاني ، H 2 ، بكمية كبيرة.

يمكن تحقيق زيادة في درجة تحويل كلا المكونين إذا تمت إزالة نواتج التفاعل من منطقة التفاعل عن طريق ربطها بمواد ضعيفة الفكاكة أو غير قابلة للذوبان أو غير متطايرة.

تأثير درجة الحرارة على التوازن

تُظهر التجربة أن درجة الحرارة لها تأثير كبير على تكوين خليط التوازن ، مما يزيد من محتوى نواتج التفاعل في بعض التفاعلات ويقلل في تفاعلات أخرى. من الناحية الكمية ، ينعكس هذا الاعتماد المعادلات تساوي الضغط(1.24) و isochores (1.25) فانت هوف:

(1.24)
(1.25)

يمكن أن يُلاحظ من هذه المعادلات أن التغيير في ثابت التوازن مع زيادة درجة الحرارة (وبالتالي التغيير في محصول منتج التفاعل) يتم تحديده من خلال علامة التأثير الحراري H و U:

H0 أو U0 - تفاعل ماص للحرارة (مع امتصاص الحرارة). الجوانب اليمنى من المعادلات أكبر من الصفر ، مما يعني أن المشتقات أكبر أيضًا من الصفر:

> 0;
> 0