صفحه اصلی ژنراتور A.V. Novoselov، معلم شیمی در مدرسه متوسطه Belozersk (روستای Belozerskoye، منطقه Kurgan). ترکیب مخلوط اولیه برای تولید سنگ مصنوعی تبدیل کسرهای جرمی به مولر

ژنراتور

A.V. Novoselov، معلم شیمی در مدرسه متوسطه Belozersk (روستای Belozerskoye، منطقه Kurgan). ترکیب مخلوط اولیه برای تولید سنگ مصنوعی تبدیل کسرهای جرمی به مولر

ترکیب مخلوط اولیه برای تولید سنگ مصنوعی. (گالری عکس "تکنولوژی های ما" در صفحه ای به همین نام. آنچه در ترکیب سنگ روکش مصنوعی تولید شده بر روی قالب های الاستیک انعطاف پذیر گنجانده شده است. در اصل سنگ نمای تزئینی مورد بحث ما یک شن و ماسه معمولی بر پایه سیمان پرتلند است. بتن، ساخته شده از ارتعاش به ماتریس های الاستیک انعطاف پذیر خاص - شکل و رنگ خاص. اجزای اصلی مخلوط بتن را برای تولید سنگ روکش مصنوعی به روش ارتعاشی در نظر بگیرید. بایندر اساس هر سنگ روکش مصنوعی است. در این مورد، آن سیمان پرتلند M-400 یا M-500 است. برای اطمینان از اینکه کیفیت بتن همیشه بالا باقی می ماند، توصیه می کنیم فقط از سیمان "تازه" استفاده کنید (همانطور که می دانید، به سرعت خواص خود را در طول زمان و در اثر نگهداری نامناسب از دست می دهد) همان سازنده با شهرت خوب. برای تولید سنگ های تزئینی روکشی، سیمانی معمولی، خاکستری و سفید سیمان در طبیعت، تعدادی رنگ و سایه وجود دارد که فقط روی سیمان سفید قابل تکرار هستند. در موارد دیگر از پرتلند خاکستری (به دلایل امکان سنجی اقتصادی) استفاده می شود.

بسیاری از تولید کنندگان داخلی سنگ های مصنوعی به تازگی به طور فعال از گچ به عنوان چسب استفاده می کنند. در عین حال، آنها ادعا می کنند که محصولات آنها بتن رسی منبسط شده است. و به عنوان یک قاعده، بتن رسی منبسط شده واقعاً در غرفه های شرکت ها ارائه می شود. اما یک نکته وجود دارد که تعیین کننده رفتار تولیدکنندگان سنگ مصنوعی است. هزینه قالب های تزریق الاستیک انعطاف پذیر که به شما امکان تکرار دقیق بافت سنگ را می دهد بسیار بالا است.

و اگر از تکنولوژی پیروی شود، گردش قالب های تزریقی، یعنی زمان ریختن بتن تا لحظه کنده شدن محصول، 12-10 ساعت است، در مقابل 30 دقیقه روی گچ. این همان چیزی است که شرکت ها را به استفاده از گچ به عنوان چسبنده سوق می دهد. و قیمت گچ حداقل پنج برابر قیمت سیمان سفید است. همه اینها سودهای فوق العاده ای را برای شرکت ها فراهم می کند. اما قیمت موضوع برای کاربر نهایی بسیار بالاست! مقاومت و مقاومت بسیار کم در برابر یخبندان و استحکام چنین محصولاتی به شما این امکان را نمی دهد که برای مدت طولانی از منظره نماها لذت ببرید.

در عکس های ارائه شده محصول گچ یک سال پس از نصب می باشد. ترک ها و شکستگی های متعدد به وضوح قابل مشاهده است. بنابراین استفاده از این ماده در مقیاس صنعتی مشکل است. بر اساس وظایفی که با آن روبرو هستیم، ما ترجیح می دهیم سنگ روکش مصنوعی تولید کنیم - ماده ای که از نظر سختی و خواص سایشی به سنگ طبیعی نزدیک است و برای روکش داخلی و خارجی مناسب است، نه تزئیناتی که شکننده و عجیب در برابر آب هستند. پرکننده. بسته به نوع پرکننده های مورد استفاده، سنگ روکش مصنوعی مبتنی بر سیمان می تواند "سنگین" (2-2.4 گرم در سانتی متر مکعب) یا "سبک" (حدود 1.6 گرم در سانتی متر مکعب) باشد. در حالت ایده آل، بتن سنگین برای تولید سنگ فرش، سنگ فرش تزئینی، حاشیه، قاب ازاره و سنگ داخلی استفاده می شود. برای تولید سنگ روکش مصنوعی که برای دکوراسیون خارجی استفاده می شود، از بتن سبک استفاده می شود.

تقریباً این همان کاری است که سازندگانی که روی فناوری آمریکایی کار می کنند انجام می دهند. در مناطق متأسفانه از بتن سنگین بیشتر استفاده می شود. البته ساخت سنگ تزیینی روی ماسه بسیار راحت تر است، اما سنگ سبک همیشه برای مصرف کننده ارجحیت دارد. این فقط یک انتخاب است. برای تولید سنگ های مصنوعی سنگین از ماسه کوارتز درشت کسری 0.63-1.5 میلی متر (استفاده از ماسه ریز ویژگی های مقاومت بتن را بدتر می کند) و در صورت لزوم از شن ریز مانند سنگ مرمر از کسری استفاده می شود. از 5-10 میلی متر. سنگ رو به رو "سبک" با استفاده از ماسه رسی منبسط شده ساخته می شود. اما در تولید سنگ روکش مصنوعی روی خاک رس منبسط شده باید به فاکتور زیر توجه کرد. در ژوئیه 2001، ما اطلاعاتی را از مشتریان در مورد ظاهر شدن "شات" روی سطح محصولات (بتن سبک وزن) دریافت کردیم (تورم نقطه ای ماده سفید). در نتیجه مشاوره با متخصصان، مشخص شد که "شات" در نتیجه پوسیدگی آهک در خاک رس منبسط شده ظاهر می شود.

هنگامی که کلسیم آزاد با رطوبت (آب یا بخار آن) برهمکنش می‌کند، یک واکنش شیمیایی همراه با افزایش حجم دانه‌های کلسیم آزاد رخ می‌دهد که در نتیجه به اصطلاح اثر "شات" ایجاد می‌شود. CaO + H2O \u003d Ca (OH) 2 + CO2 \u003d CaCO3 ویژگی این واکنش شیمیایی این است که زمان بسیار زیادی طول می کشد - تا 6 ماه. تولید کنندگان خاک رس منبسط شده محصولاتی مطابق با GOST تولید می کنند که امکان حضور دانه های آهک تا 3٪ از کل جرم را فراهم می کند. اثر "شات" خواص مصرف کننده محصولات را کاهش می دهد، بنابراین وظیفه یافتن یک پرکننده جدید برای تولید بتن سبک بود.

مشاهده شده است که واکنش تجزیه آهک باعث تخریب سطح محصول فقط در حین تکمیل داخلی می شود. هنگام استفاده از محصولات برای تکمیل ازاره ها و نمای ساختمان ها، آسیب قابل مشاهده به مواد تکمیل مشاهده نمی شود. طبق اظهارات یکی از کارمندان NIIZhB، پوسیدگی آهک هنگام استفاده از محصولات برای دکوراسیون بیرونی ساختمان ها تراز می شود. در ارتباط با شناسایی این الگو، از آگوست 2001، محصولات برای کارهای داخلی نه بر روی خاک رس منبسط شده، بلکه بر روی سنگدانه دیگر (سنگین تر) تولید می شود. برای تغییر به یک پرکننده، ما راه حل های زیر را برای این مشکل ارائه می دهیم: 1. از خاک رس منبسط شده خرد شده با کسری حداقل 2 سانتی متر به عنوان پرکننده استفاده کنید. -9 ماه.

3. ایجاد یک پرکننده غیر یکنواخت از ماسه کوارتز و یک پرکننده مصنوعی سبک تر. 4. استفاده از پوکه سرباره. با این حال، چگالی ظاهری محصول نهایی به 1800-2000 کیلوگرم بر متر مکعب افزایش می یابد. سنگدانه سبک باید شرایط زیر را برآورده کند. وزن توده حدود 600 کیلوگرم بر متر مکعب است. شن و ماسه کسری 0-0.5 سانتی متر یا 0-1 سانتی متر (وجود کسری ریز 15 درصد حجمی. مقاومت فشاری 18 کیلوگرم بر سانتی متر (شاخص رس منبسط شده. جذب آب تا 25 درصد (شاخص رس منبسط شده. در تولید سنگ روکش مصنوعی، سنگ فرش های تزئینی، محصولات معماری کوچک بر روی قالب های کشسان انعطاف پذیر، می توان از پرکننده های زیر استفاده کرد: پوکه سرباره، سرباره دانه بندی شده، سنگ خرد شده و ماسه سرباره، شیشه فوم، ماسه پرلیت منبسط شده، پرلیت منبسط شده صلب. ، ورموکولیت منبسط شده، پلی استایرن منبسط، ماسه کوارتز غنی شده، تراشه های مرمر، ماسه ساختمانی (سفید)، شن و ماسه قالب گیری، پوکه آتشفشانی. رنگدانه ها و رنگ ها مهمترین جزء سنگ های تزئینی، رنگدانه های مورد استفاده است. استفاده از رنگ ها مستقیماً بر ظاهر محصول نهایی تأثیر می گذارد.در دستان با تجربه، بتن معمولی به چیزی کاملاً غیرقابل تشخیص از سنگ طبیعی "وحشی" تبدیل می شود. چگونه می توان به این امر دست یافت؟ برای رنگ آمیزی سیمان از رنگدانه های معدنی معدنی (تیتانیوم، آهن، اکسیدهای کروم) و رنگ های مخصوص مقاوم به نور و آب و هوا استفاده می شود. تولید کنندگان باتجربه معمولا رنگ ها را از شرکت هایی مانند Bayer، Du Pont، Kemira و سایرین که کمتر معتبر نیستند، انتخاب می کنند. این نه تنها به دلیل کیفیت بالای محصولات آنها، بلکه به دلیل طیف گسترده محصولات آنها است. بنابراین، Bayer چندین رنگدانه اکسید آهن را ارائه می دهد. با ترکیب آنها با یکدیگر، می توانید تقریباً هر سایه رنگ دلخواه را انتخاب کنید. بنابراین، سیمان پرتلند، شن و ماسه رسی منبسط شده و رنگدانه ها ترکیب اصلی سنگ مصنوعی هستند. بسیاری از تولید کنندگان محصولات بتن معماری خود را به این محدود می کنند، علیرغم این واقعیت که تعداد زیادی از مواد افزودنی مختلف در سیمان برای بهبود ویژگی های خاص وجود دارد. در هر شهر بزرگی می توانید تامین کنندگان مواد افزودنی داخلی و وارداتی برای بتن را پیدا کنید. اینها فوق روان کننده های مختلفی هستند که کارایی بتن را بهبود می بخشند و استحکام بتن را افزایش می دهند. افزودنی های پلیمری-لاتکس که تأثیر مفیدی بر دوام بتن دارند. شتاب دهنده های سخت شدن بتن و افزودنی های حباب کننده هوا. دافع آب حجمی، چندین برابر کاهش جذب آب (مفید برای نما، زیرزمین و سنگ فرش). الیاف شیمیایی برای تقویت پراکنده، که به طور چشمگیری مقاومت در برابر ترک و موارد دیگر را افزایش می دهد. برای استفاده یا عدم استفاده از هر یک از این افزودنی ها - خودتان تصمیم بگیرید، ما فقط می خواهیم استفاده از ترکیبات اشباع محافظ را برای درمان سطح سنگ های تزئینی رو به رو توصیه کنیم. انتخاب مناسب دافع آب برای بتن به نتایج زیر دست خواهد یافت. زیبایی شناسی درک سنگ را افزایش می دهد و "گرد و غبار" را از بین می برد - یک ویژگی مشخصه هر بتن سیمانی. عمر مفید سنگ نما را افزایش می دهد (نکته در اینجا این است که فرآیند تخریب بتن تزئینی در درجه اول بر اشباع رنگ تأثیر می گذارد مدتها قبل از ظاهر شدن اولین علائم تخریب که دلیل آن قرار گرفتن ذرات سنگدانه در سطح جلویی است. به شدت خطر گل‌دهی روی سطح سنگ را کاهش می‌دهد که یک فاجعه واقعی برای بتن‌های تزئینی سیمانی است، به همین دلیل است که باید بیشترین توجه را به آنها کرد.

حل کردن آب محلول به دست آمده پس از عبور گازها از آب، واکنش اسیدی داشت. هنگامی که این محلول با نیترات نقره تیمار شد، 14.35 گرم از یک رسوب سفید رسوب کرد. ترکیب کمی و کیفی مخلوط اولیه گازها را تعیین کنید. راه حل.

گازی که می سوزد و آب را تشکیل می دهد، هیدروژن است که کمی در آب محلول است. در نور خورشید با یک انفجار هیدروژن با اکسیژن، هیدروژن با کلر واکنش نشان دهید. بدیهی است که کلر در مخلوط با هیدروژن وجود دارد، زیرا. HC1 حاصل در آب بسیار محلول است و یک رسوب سفید با AgNO3 ایجاد می کند.

بنابراین، مخلوط از گازهای H2 و C1 تشکیل شده است:

1 مول 1 مول

HC1 + AgN03 -» AgCl 4- HN03.

x mol 14.35

هنگام پردازش 1 مول HC1، 1 مول AgCl و هنگام پردازش x mol، 14.35 گرم یا 0.1 مول تشکیل می شود. Mr(AgCl) = 108 + 2 4- 35.5 = 143.5، M(AgCl) = 143.5 گرم بر مول،

v= - = = 0.1 مول،

x = 0.1 مول HC1 در محلول موجود بود. 1 mol 1 mol 2 mol H2 4-C12 2HC1 x mol y mol 0.1 mol

x \u003d y \u003d 0.05 مول (1.12 لیتر) هیدروژن و کلر برای تشکیل 0.1 مول واکنش نشان دادند.

HC1. مخلوط حاوی 1.12 لیتر کلر و هیدروژن 1.12 لیتر + 1.12 لیتر (اضافی) = 2.24 لیتر بود.

مثال 6 یک آزمایشگاه دارای مخلوطی از کلرید سدیم و یدید است. 104.25 گرم از این مخلوط در آب حل شد و کلر اضافی از محلول حاصل عبور داده شد، سپس محلول تا خشک شدن تبخیر شد و باقیمانده در دمای 300 درجه سانتیگراد به وزن ثابت کلسینه شد.

جرم ماده خشک 58.5 گرم است. ترکیب مخلوط اولیه را بر حسب درصد تعیین کنید.

Mr(NaCl) = 23 + 35.5 = 58.5، M(NaCl) = 58.5 g/mol، Mr(Nal) = 127 + 23 = 150 M(Nal) = 150 g/mol.

در مخلوط اولیه: جرم NaCl - x g، جرم Nal - (104.25 - x) گرم.

هنگام عبور از محلول کلرید و یدید سدیم، ید توسط آنها جابجا می شود. هنگام عبور باقی مانده خشک، ید تبخیر می شود. بنابراین، فقط NaCl می تواند یک ماده خشک باشد.

در ماده حاصل: جرم NaCl xg اصلی، جرم بدست آمده (58.5-x):

2 150 گرم 2 58.5 گرم

2NaI + C12 -> 2NaCl + 12

(104.25 - x)g (58.5 - x)g

2 150 (58.5 - x) = 2 58.5 (104.25 x)

x = - = 29.25 (گرم)،

آن ها NaCl در مخلوط 29.25 گرم و Nal - 104.25 - 29.25 = 75 (گرم) بود.

ترکیب مخلوط را (در درصد) بیابید:

w(Nal) = 100% = 71.9%

©(NaCl) = 100% - 71.9% = 28.1%.

مثال 7 68.3 گرم از مخلوط نیترات، یدید و کلرید پتاسیم در آب حل شده و با آب کلر تصفیه می شود. در نتیجه 25.4 گرم ید آزاد شد (حلالیت آن در آب نادیده گرفته شد). همان محلول با نیترات نقره تیمار شد. 75.7 گرم رسوب خارج شد. ترکیب مخلوط اولیه را تعیین کنید.

کلر با نیترات پتاسیم و کلرید پتاسیم تعامل ندارد:

2KI + C12 -» 2KS1 + 12،

2 مول - 332 گرم 1 مول - 254 گرم

Mg (K1) \u003d 127 + 39 - 166،

x = = 33.2 گرم (KI در مخلوط بود).

v(KI) - - = = 0.2 مول.

1 مول 1 مول

KI + AgN03 = Agl + KN03.

0.2 مول در مول

x = = 0.2 مول.

Mr(Agl) = 108 + 127 = 235،

m(Agl) = Mv = 235 0.2 = 47 (r)،

سپس AgCl خواهد بود

75.7 گرم - 47 گرم = 28.7 گرم.

74.5 گرم 143.5 گرم

KCl + AgN03 = AgCl + KN03

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

بنابراین، مخلوط حاوی: 68.3 - 33.2 - 14.9 = 20.2 گرم KN03 است.

مثال 8. برای خنثی کردن 34.5 گرم اولئوم، 74.5 میلی لیتر از محلول هیدروکسید پتاسیم 40 درصد مصرف می شود. 1 مول اسید سولفوریک چند مول اکسید گوگرد (VI) را تشکیل می دهد؟

100% اسید سولفوریک اکسید گوگرد (VI) را به هر نسبتی حل می کند. ترکیب بیان شده با فرمول H2S04*xS03 اولئوم نامیده می شود. بیایید محاسبه کنیم که چقدر هیدروکسید پتاسیم برای خنثی کردن H2SO4 لازم است:

1 مول 2 مول

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

y - 2*1 مول KOH برای خنثی سازی SO3 در اولئوم استفاده می شود. بیایید محاسبه کنیم که چقدر KOH برای خنثی کردن 1 مول SO3 لازم است:

1 مول 2 مول

S03 4- 2KOH -> K2SO4 + H20 x2 mol z mol

z - 2×2 مول KOH برای خنثی کردن SOg در اولئوم می رود. 74.5 میلی لیتر از محلول 40٪ KOH برای خنثی کردن اولئوم استفاده می شود. 42 گرم یا 0.75 مول KOH.

بنابراین، 2 xl + 2x 2 \u003d 0.75،

98 xl + 80 x2 = 34.5 گرم،

xl = 0.25 مول H2SO4،

x2 = 0.125 مول SO3.

مثال 9 مخلوطی از کربنات کلسیم، سولفید روی و کلرید سدیم وجود دارد. اگر 40 گرم از این مخلوط با اسید کلریدریک اضافی تصفیه شود، 72/6 لیتر گاز آزاد می شود که از برهمکنش آن با اکسید گوگرد اضافی (IV) 6/9 گرم رسوب آزاد می شود. ترکیب مخلوط را تعیین کنید.

هنگامی که در معرض مخلوطی از اسید هیدروکلریک اضافی قرار می گیرید، مونوکسید کربن (IV) و سولفید هیدروژن می تواند آزاد شود. فقط سولفید هیدروژن با اکسید گوگرد (IV) تعامل دارد، بنابراین، با توجه به مقدار رسوب، می توان حجم آن را محاسبه کرد:

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

100 گرم - 1 مول 22.4 لیتر - 1 مول

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

97 گرم - 1 مول 22.4 لیتر - 1 مول

44.8 لیتر - 2 مول 3 مول

2H2S + S02 -» 3S + 2H20 (3)

xl l 9.6 گرم (0.3 mol)

xl = 4.48 L (0.2 mol) H2S; از معادلات (2 - 3) می توان دریافت که ZnS 0.2 مول (19.4 گرم) بود:

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

بدیهی است که مونوکسید کربن (IV) در مخلوط عبارت بود از:

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

معرفی

یکسوسازی یک فرآیند انتقال جرم است که در اکثر موارد در دستگاه‌های ستون خلاف جریان با عناصر تماسی (بسته‌بندی، صفحات) مشابه موارد مورد استفاده در فرآیند جذب انجام می‌شود. بنابراین، روش های رویکرد به محاسبه و طراحی کارخانه های تقطیر و جذب اشتراکات زیادی دارند. با این وجود، تعدادی از ویژگی‌های فرآیند یکسوسازی (نسبت متفاوت بارهای مایع و بخار در قسمت‌های پایین و بالایی ستون، ویژگی‌های فیزیکی فازها و ضریب توزیع متغیر در امتداد ارتفاع ستون، جریان مشترک جرم و فرآیندهای انتقال حرارت) محاسبه آن را پیچیده می کند.

یکی از مشکلات، عدم وجود نظم عمومی برای محاسبه ضرایب جنبشی فرآیند یکسوسازی است. این امر تا حد زیادی در مورد ستون هایی با قطر بیش از 800 میلی متر با بسته بندی و سینی که به طور گسترده در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند، صدق می کند. بیشتر توصیه ها به استفاده از وابستگی های جنبشی به دست آمده در مطالعه فرآیندهای جذب برای محاسبه ستون های تقطیر است.

در فرآیند تقطیر، تبادل مداوم بین فاز مایع و بخار وجود دارد. فاز مایع با یک جزء با جوش بالاتر و فاز بخار با یک جزء با جوش کمتر غنی می شود. فرآیند انتقال جرم در طول تمام ارتفاع ستون بین خلط که به پایین جریان می یابد و بخار بالا می رود اتفاق می افتد. برای تشدید فرآیند انتقال جرم، از عناصر تماسی استفاده می شود که امکان افزایش سطح انتقال جرم را فراهم می کند. در مورد استفاده از پکینگ، مایع به صورت یک لایه نازک روی سطح خود به سمت پایین جریان می یابد، در مورد استفاده از سینی، بخار از لایه مایع روی سطح سینی ها عبور می کند. در این مقاله محاسبه ستون تقطیر سینی برای جداسازی مخلوط دوتایی استون - بنزن ارائه شده است.

نمودار اصلی یک کارخانه تقطیر

نمودار شماتیک واحد تقطیر ارائه شده است. مخلوط اولیه از مخزن میانی 1 توسط یک پمپ گریز از مرکز 2 به مبدل حرارتی 3 تغذیه می شود و در آنجا تا نقطه جوش گرم می شود. مخلوط گرم شده به جداسازی در ستون تقطیر 5 روی صفحه تغذیه می‌رود، جایی که ترکیب مایع برابر با ترکیب مخلوط اولیه X F است.

در جریان پایین ستون، مایع با بخاری که به سمت بالا بالا می رود، تعامل دارد، که در طول جوشاندن مایع پایین در دیگ بخار 4 تشکیل می شود. ترکیب اولیه بخار تقریباً برابر با ترکیب باقیمانده پایین X w است، یعنی. در جزء فرار تخلیه شده است. در نتیجه تبادل جرم با مایع، بخار با یک جزء بسیار فرار غنی می شود. برای غنی‌سازی کامل‌تر، قسمت بالایی ستون مطابق با نسبت رفلاکس معین با مایع (بلغمی) از ترکیب X p که در کندانسور رفلکس 6 با متراکم کردن بخار خروجی از ستون به‌دست می‌آید آبیاری می‌شود. بخشی از میعانات به شکل یک محصول جداسازی تمام شده - تقطیر از دستگاه تخلیه خارج می شود که در مبدل حرارتی 7 خنک می شود و به مخزن میانی 8 ارسال می شود.

از قسمت پایین ستون، پمپ 9 به طور مداوم مایع پایین را خارج می کند - محصولی غنی شده با یک جزء کم فرار، که در مبدل حرارتی 10 خنک می شود و به مخزن 11 ارسال می شود.

بنابراین، در ستون تقطیر، یک فرآیند غیر تعادلی پیوسته جداسازی مخلوط باینری اولیه به یک تقطیر (با محتوای بالای یک جزء فرار) و یک باقیمانده تقطیر (غنی شده با یک جزء غیر فرار) انجام می شود.

برنج. 1 نمودار شماتیک واحد تقطیر:

1 - ظرف برای مخلوط اولیه؛ 2.9 - پمپ ها؛ 3 - مبدل حرارتی - بخاری؛ 4 - دیگ بخار؛ 5 - ستون تقطیر; 6 - خلع آور 7 – کولر تقطیر; 8 - ظرف جمع آوری عرقیات; 10 – خنک کننده مایع پایین; 11 - ظرف مایع ته.

محاسبه فن آوری ستون تقطیر عمل پیوسته

ورزش

یک کارخانه تقطیر برای جداسازی مخلوط طراحی کنید.

مخلوط: استون - بنزن.

مقدار مخلوط اصلی:
t/h=15000kg/h

ترکیب مخلوط اولیه:
% وزنی

ترکیب باقیمانده مالیات بر ارزش افزوده:
% وزنی

ترکیب تقطیر:
% وزنی

فشار بخار گرمایش: 5 atm

فشار در ستون: 1 ata

نوع دستگاه تماس: دیسک سوپاپ

ساخت مراحل فرآیند اصلاح

تبدیل کسر جرمی به مولی

که در آن M A و M B جرم مولی استون و بنزن به ترتیب کیلوگرم بر مول هستند.

M A = 58 کیلوگرم بر مول؛ M B = 78 کیلوگرم بر مول

تعادل مواد ستون

جرم مولی مخلوط اولیه

مول دوم مصرف مخلوط

مصرف عرقیات

اجازه دهید این عبارت را جایگزین کنیم، که در آن F، D، W هزینه های مخلوط اولیه، تقطیر، باقیمانده تقطیر، kmol/s هستند.

kmol/s

تعادل بین بخار و مایع

جدول 1. ترکیبات تعادلی مایع ( ایکس) و جفت ( y) در مول. و نقطه جوش ( تی) در مخلوط های دوتایی درجه سانتی گراد در 760 میلی متر rt هنر

برنج. 2 منحنی تعادل و موقعیت خط عملیاتی در Rmin

برنج. 3 نمودار t – x, y.

1 - خط مایع؛ 2 - خط بخار.

حداقل تعداد رفلاکس

bmax = 0.35 (شکل 2)

شماره رفلاکس کاری

1.
; – ضریب خلط اضافی

برنج. 4 تعیین گرافیکی تعداد صفحات نظری در

برنج. 5 تعیین گرافیکی تعداد صفحات نظری در

برنج. 6 تعیین گرافیکی تعداد صفحات نظری در

برنج. 7 تعیین گرافیکی تعداد صفحات نظری در

برنج. 8 تعیین گرافیکی تعداد صفحات نظری در

عدد رفلاکس بهینه

جدول 2. تعداد مراحل نظری برای نسبت های مختلف رفلاکس

برنج. 9 وابستگی تعداد مراحل نظری به عدد رفلاکس

برنج. 10 تعیین نسبت رفلاکس بهینه

نمودار (شکل 10)، ساخته شده بر اساس داده ها (جدول 2)، نشان می دهد که حداقل حجم ستون در R=2.655 رخ خواهد داد. ما این عدد بلغمی را برای محاسبات بیشتر و تعداد متناظر مراحل نظری n tc در = 19 می پذیریم. n ts n = 5

سرعت جریان مولی مایع در بالا و پایین ستون

نرخ جریان مولی بخار در ستون

خواص فیزیکی و شیمیایی فازهای بخار و مایع برای بالا و پایین ستون

میانگین غلظت مولی مایع و بخار

مول. دلار آمریکا

با توجه به نمودار t – x, y (شکل 3)، در غلظت های متوسط مایع و میانگین دمای مایع را تعیین می کنیم: ° С و
°С

مول. دلار آمریکا

مول. دلار،

جایی که y دی = ایکس دی ; y دبلیو = ایکس دبلیو ; y افترکیب بخار مربوط به ترکیب مخلوط اولیه است ایکس اف(شکل 6)

با توجه به نمودار t - x، y (شکل 3)، در غلظت بخار متوسط و ما میانگین دمای بخار را تعیین می کنیم:
درجه سانتی گراد (334K) و
°С (347K)؛

توده های مولی متوسط مایع و بخار

میانگین چگالی مایع و بخار

تبدیل غلظت مولی به جرم:

wt. دلار آمریکا

کیلوگرم در متر 3،

جایی که
و
چگالی استون و بنزن به ترتیب در دمای درجه سانتیگراد است،
کیلوگرم در متر 3،
کیلوگرم بر متر 3

کیلوگرم در متر 3،

چگالی استون و بنزن به ترتیب در دمای درجه سانتیگراد کجا و هستند،
کیلوگرم / متر 3، کیلوگرم / متر 3

که در آن T 0 دمای مطلق برابر با 273K است

ویسکوزیته متوسط مایع و بخار

جایی که
و ویسکوزیته استون و بنزن به ترتیب در دمای درجه سانتیگراد است،
,

ویسکوزیته استون و بنزن به ترتیب در دمای درجه سانتیگراد کجا و هستند،
,

نرخ جریان جرمی و حجمی مایع و بخار

میانگین هزینه های انبوه:

هزینه های حجمی:

جدول 3. پارامترهای جریان بخار و مایع در ستون

نام جریان	بعد پارامتر
نام جریان
مایع در بالای ستون		=63	=767,5	=5,12	=6,67∙10 -3
مایع در پایین ستون		=72,2	=802,6	=10,31	=1,29∙10 -2
بخار در بالای ستون		=62	=1,25
بخار در پایین ستون			=1,4	=7,95	=5,68

محاسبه هیدرولیک ستون

ضریب افزایش بار

سرعت بخار تخمینی

برای بالای ستون:

برای پایین:

قطر

بالای ستون:

پایین ستون:

سرعت بخار واقعی

زیرا
ما یک ستون با قطر را می پذیریم
در بالای ستون:

در پایین ستون:

منطقه سینی فعال نسبی

محیط تخلیه

%؛ بخش سرریز 0.3 متر 2

ضریب بار

برای بالای ستون:

برای پایین ستون:

ضریب کشش سطحی برای بالای ستون:

جایی که و به ترتیب کشش سطحی مخلوط برای قسمت های بالایی و پایینی ستون هستند،
N/m، N/m

بیایید حداقل فاصله بین صفحات را در نظر بگیریم
متر
;

m/s برای پایین ستون:

بررسی شرایط مجاز بودن سرعت بخار برای قسمت های بالایی و پایینی ستون:

مشاهده می شود که شرط برای هر دو قسمت بالا و پایین ستون برقرار نیست. با افزایش متوالی فاصله بین صفحات و همچنین قطر ستون، متوجه می شویم که شرط فقط با قطر m برآورده می شود.
متر

سرعت بخار واقعی در بالای ستون:

در پایین ستون:

محیط تخلیه
متر بخش نسبی رایگان
%؛ بخش سرریز 0.52 متر مربع

بخش سرریز نسبی:

منطقه فعال نسبی سینی:

فاصله بین صفحات m
;

سرعت بخار مجاز در قسمت کار ستون برای قسمت فوقانی:

برای پایین ستون:

شرایط مجاز بودن سرعت بخار برای قسمت های بالایی و پایینی ستون:

>
>

شرایط برقرار است.

بار خاص مایع روی پارتیشن تخلیه

در بالای ستون:

در پایین ستون:

ضریب بار بخار

برای بالای ستون:

برای پایین ستون:

پشتیبان مایع روی آستانه تخلیه در قسمت بالایی ستون:

برای پایین:

عمق حباب

ارتفاع لایه بخار- مایع روی صفحات قسمت بالایی ستون:

روی صفحات پایین ستون:

ارتفاع آستانه تخلیه

در بالای ستون:

در پایین ستون:

عمق حباب پویا

متر

حداقل سرعت بخار مجاز در قسمت آزاد ستون

جایی که - ضخامت شیر برابر با 0.001 متر؛
- چگالی مواد (فولاد) برابر 7700 کیلوگرم بر متر مکعب

حداقل سرعت بخار مجاز در قسمت آزاد صفحات بالایی:

اماس

در بخش آزاد صفحات زیرین:

جایی که
– ضریب درگ

ضریب ایمنی بخش:

از زمانی که > 1 و > 1، بخش آزاد انتخاب شده از صفحات عملکرد یکنواخت آنها را تضمین می کند، ما قبول می کنیم

عامل هوادهی

برای صفحات بالایی:

برای صفحات زیرین:

در صفحات بالایی:

روی صفحات زیرین:

ارتفاع لایه مایع

در صفحات بالایی:

روی صفحات زیرین:

مقاومت هیدرولیکی صفحات

در بالای ستون:

در پایین ستون:

ارتفاع فضای جداسازی بین صفحات

در بالای ستون:

در پایین ستون:

جایی که K 5 \u003d 1 - ضریب کف کردن مخلوط

حباب مایع بین تری

در بالای ستون:

در پایین ستون:

سطح مقطع ستون:

سرعت مایع در دستگاه های سرریز صفحات بالایی:

در دستگاه های سرریز صفحات پایینی:

سرعت مجاز مایع در دستگاه های سرریز صفحات بالایی:

متر بر ثانیه در دستگاه های سرریز صفحات پایینی:

سرعت واقعی مایع در سرریزها کمتر از حد مجاز است.

کارایی تماس محلی

ضریب انتشار بخار

جایی که ؛ حجم خاصی از استون و بنزن به ترتیب

ضریب انتشار بخار در بالای ستون:

جایی که
- دمای بخار در بالای ستون

ضریب انتشار بخار در پایین ستون:

جایی که
- دمای بخار در پایین ستون

برای بالای ستون:

ویسکوزیته استون و بنزن به ترتیب در دمای °C،

جایی که Ф = 1 یک پارامتر بدون بعد است، ارتباط مولکول های حلال را در نظر می گیرد

ضریب انتشار مایع برای پایین ستون:

ویسکوزیته استون و بنزن به ترتیب در دمای °C،

تعداد واحدهای انتقال

در فاز گاز برای بالای ستون:

برای پایین ستون:

تعداد واحدهای انتقال مایع برای بالای ستون:

برای پایین:

قطر اتصالات ورودی رفلاکس،

قطر اتصالات برای خروجی باقیمانده مالیات بر ارزش افزوده،

کتابشناسی - فهرست کتب

اولیانوف. B.A., Badenikov V.Ya., Likuchev V.G., فرآیندها و دستگاه های فناوری شیمیایی. کتاب درسی - آنگارسک: انتشارات آکادمی فنی دولتی آنگارسک، 2005 - 903 ص.

Dytnersky Yu.I. فرآیندها و دستگاه های اساسی فناوری شیمیایی: راهنمای طراحی / ویرایش. یو.آی. دیتنرسکی م.: شیمی، 1991.-496 ص.

راهنمای طراحی دوره های فرآیندها و دستگاه های فناوری شیمیایی - ویرایش. دوم، برگردان و اضافی. - Angarsk, AGTA, 2005 - 64 p.

ستون ها برای جدایش، جداییآزئوتروپیک سه جزئی مخلوط هابا استفاده از اصول انتقال پذیری منیفولدهای جداکننده // جدایش، جداییمایع ناقص مخلوط ها ...

... پارامترهای عملیاتی فرآیند تقطیر استخراجی مخلوط ها استون-کلروفرم در یک ستون پیچیده با یک بخش جانبی

کار دیپلم >> شیمی

... تقسیمتعدادی صنعتی مخلوط ها. استفاده از آنها در تاسیساتتفکیک گاز برای جدایش، جدایی مخلوط ها ... تقطیرمجتمع‌هایی با جریان‌های حرارتی جفت‌شده جزئی: الف - با بخش‌های سلب جانبی برای جدایش، جدایی ... جدایش، جدایی مخلوط ها استون- ...

توسعه یک طرح صرفه جویی در انرژی جدایش، جداییآزئوتروپیک سه جزئی مخلوط هابنزن سیکلوهگزان-هگزان

کار دیپلم >> شیمی

آثار تاسیسات. مداومتصحیح چند جزئی مخلوط هاانجام شده در تاسیسات، متشکل از یک عدد تقطیرستون ها مداوم اقدامات، ... با عبارت: 2.7.1 تعیین می شود بنابراین، برای جدایش، جدایی مخلوط ها، متشکل از 3 جزء، ...

مواد و روش ها جدایش، جداییآزئوتروپیک مخلوط ها

کار دیپلم >> شیمی

اعمال شده به تقسیمتعدادی صنعتی مخلوط ها. استفاده از آنها در تاسیساتتفکیک گاز برای جدایش، جدایی مخلوط ها iso-c4... زیر عملتابش اشعه ماوراء بنفش به مخلوطی از بنزیل کلرید، a، a-dichlorotoluene (بنزال کلرید) و (تری کلرومتیل) تبدیل می شود. بنزن (...

ترکیب یک مخلوط تعادلی را می توان با استفاده از موارد زیر بیان کرد:

الف) درجه تفکیک ()

ب) درجه تبدیل ()

ج) بازده محصول (x)

بیایید با مثال به هر یک از این موارد نگاهی بیندازیم:

آ) با توجه به درجه تفکیک

درجه تفکیک () کسری از مولکول های جدا شده از تعداد اولیه مولکول ها است. می توان آن را بر حسب مقدار ماده بیان کرد

جایی که n دیستعداد مول های تجزیه شده ماده اولیه است. n مرجعتعداد مول های ماده اولیه قبل از واکنش است.

مثلاً قبل از واکنش 5 مول NO 2 وجود داشته باشد و α درجه تفکیک NO 2 است.

با معادله (1.20)
NO 2 بدون واکنش باقی خواهد ماند (5 - 5).

طبق معادله واکنش، وقتی 2 مول NO 2 تفکیک می شود، 2 مول NO و 1 مول O 2 به دست می آید و از 5 به ترتیب، 5 مول NO و مول O 2 . خط تعادل خواهد بود:

ب ) با توجه به درجه تبدیل

درجه تبدیل یک ماده () نسبت مولکول‌های واکنش‌دهنده یک ماده به تعداد اولیه مولکول‌های این ماده است. ما از طریق مقدار ماده در مول بیان می کنیم

(1.21)

اجازه دهید 2 مول CO و 2 مول H 2 گرفته شود،  درجه تبدیل هیدروژن در واکنش است.

اجازه دهید خط تعادل را توضیح دهیم. ما از ماده ای که درجه تبدیل آن مشخص است، یعنی H 2 حرکت می کنیم. از رابطه (1.21) n reag = n ref · = 2  بدست می آوریم.

از معادله استوکیومتری می توان دریافت که CO 3 برابر کمتر از H 2 مصرف می شود، یعنی اگر H 2 2 واکنش نشان دهد، CO واکنش نشان می دهد. و بقیه تا زمان تعادل بدون واکنش باقی خواهند ماند. ما همچنین در مورد محصولات با استفاده از معادله استوکیومتری صحبت می کنیم.

v) بر اساس بازده محصول.

بازده محصول (x) مقدار ماده نهایی بر حسب مول است. فرض کنید "x" بازده متانول در واکنش باشد

در هر سه مورد، استدلال مشابه است و از جوهری ناشی می شود که چیزی برای آن شناخته شده است (در مثال ها این مقدار زیر خط کشیده شده است).

با دانستن ترکیب مخلوط تعادلی، می توانیم ثابت تعادل را بیان کنیم. بنابراین، برای مورد "در"

و از معادله (1.19)

بازده ماده بر حسب کسری(یا %) - نسبت مقدار محصول تشکیل شده به مقدار کل ماده در مخلوط تعادلی:

در این مثال:

1.3.4 تأثیر عوامل مختلف بر تغییر تعادل (بر ترکیب مخلوط تعادلی)

تاثیر فشار (یا حجم) در T=پایان

اگر سیستم ایده آل باشد، پس ثابت تعادل K p به فشار (یا حجم) بستگی ندارد. اگر واکنش در فشارهای بالا ادامه یابد، باید از معادله زیر استفاده کرد:

, (1.22)

جایی که f- فوگاسیتی

ک fبه فشار بستگی ندارد، در حالی که مقدار K p به فشار بستگی دارد، اما با کاهش فشار، به مقدار K نزدیک می شود. fاز آنجایی که مخلوط گاز واقعی به حالت ایده آل نزدیک می شود، f  پ. بنابراین برای واکنش:

در 350 atm K f = 0.00011 K آر = 0,00037

در فشارهای پایین، می توان در نظر گرفت به آرمستقل از فشار، یعنی
. در ادامه به بررسی این مورد خاص می پردازیم.

از رابطه (1.12) می توان دریافت که مقادیر
,
بنابراین، بدون تأثیر بر ثابت تعادل، به فشار بستگی دارد ، تغییر فشار می تواند بر ترکیب مخلوط تعادلی و عملکرد محصولات تأثیر بگذارد.

(1.23)

معادله (1.23) نشان می دهد که اثر فشار بر
با توجه به مقدار n:

n  0، واکنش با افزایش تعداد مول های محصولات گازی ادامه می یابد، به عنوان مثال:

یعنی با افزایش فشار کل به ایکسکاهش می یابد، کاهش می یابد و تعداد محصولات موجود در مخلوط تعادلی، یعنی تعادل به سمت چپ، به سمت تشکیل COCl 2 تغییر می کند.

n = 0-2-1= -3

، یعنی با افزایش فشار، Kx (و بازده محصول) افزایش می یابد.

ک= ک= ثابت در این حالت، ترکیب مخلوط تعادلی به فشار بستگی ندارد.

اضافه شدن گاز بی اثردر P = const، تغییر تعادل را به طور مشابه با کاهش فشار تحت تأثیر قرار می دهد. گازهای بی اثر در تعادل شیمیایی گازهایی هستند که با واکنش دهنده ها یا محصولات واکنش برهمکنش ندارند.

افزایش حجمدر فشار ثابت، تغییر تعادل را به طور مشابه با کاهش فشار تحت تأثیر قرار می دهد.

تأثیر نسبت بین اجزا

ترکیب مخلوط تعادلی نیز تحت تأثیر نسبت معرف های گرفته شده برای واکنش است.

بیشترین بازده محصولات در نسبت استوکیومتری خواهد بود. بنابراین برای واکنش

نسبت هیدروژن و نیتروژن 3:1 بیشترین بازده آمونیاک را به همراه خواهد داشت.

در برخی موارد، درجه بالایی از تبدیل یکی از واکنش دهنده ها حتی به ضرر عملکرد محصول مورد نیاز است.

به عنوان مثال، در تشکیل کلرید هیدروژن توسط واکنش

تبدیل کاملتر کلر ضروری است تا مخلوط تعادلی حاوی کمترین مقدار کلر 2 باشد. مخلوط تعادلی در آب حل می شود و در نتیجه اسید کلریدریک به دست می آید. در این حالت، هیدروژن تقریباً در آب نامحلول است و در اسید موجود نیست، در حالی که کلر آزاد حل می شود و کیفیت اسید کلریدریک بدتر می شود.

برای دستیابی به حداکثر درجه تبدیل Cl 2، معرف دوم، H 2 را به مقدار زیاد مصرف کنید.

افزایش درجه تبدیل هر دو جزء می تواند حاصل شود اگر محصولات واکنش از ناحیه واکنش با اتصال آنها به موادی که تفکیک ضعیف، به سختی محلول یا غیر فرار هستند، از منطقه واکنش حذف شوند.

اثر دما بر تعادل

تجربه نشان می دهد که دما تأثیر زیادی بر ترکیب یک مخلوط تعادلی دارد و در برخی واکنش ها باعث افزایش محتوای محصولات واکنش و در برخی دیگر کاهش آن می شود. از نظر کمی، این وابستگی منعکس شده است معادلات ایزوبارها(1.24) و ایزوکورها (1.25) وانت هاف:

(1.24)
(1.25)