ПОБУДУВАННЯ ІЗОБАРНИХ ТЕМПЕРАТУРНИХ КРИВИХ
Вважаючи, що суміш (бінарна), що розділяється, при тиску p близькому до атмосферного утворює ідеальний розчин, що підпорядковується законам Рауля і Дальтона, визначають при заданому тискуpсклади рідкої (х) і парової (у) фаз, що знаходяться в рівновазі, за рівняннями:
(12.1)
(12.2)
деp- тиск системи, мм.рт.ст.;Рсп– тиск насиченої пари спирту при температурі, мм.рт.ст.;Рв– тиск насиченої пари води при температурі, мм.рт.ст.
Оскільки температура кипіння даної бінарної суміші в процесі її поділу при атмосферному тиску змінюється в інтервалі температур кипіння чистих компонентів: води (100°С) та етилового спирту (78°С), для побудови ізобарних температурних кривих рівноваги склади рідкої (х) і паровий (у) фаз знаходять при температурахt, що лежать у зазначеному інтервалі (78-100°С). Тиск насиченої пари етилового спирту і води в залежності від температур визначають за табл.12.1.
Тиск насиченої пари спирту та води
При різних температурах
Дані розрахунків заносять до табл.12.2.
Таблиця розрахункових величин
За даними табл.12.2 будують графіки t - x / , y / ; y / - x / (рис.12.2 та 12.3). За графікомt – x / , y /уточнюють температури верху та низу колони ректифікації, температуру живлення та його агрегатний стан.
ОПИС УСТАНОВКИ
Вихідна водно-спиртова суміш з бака живлення1за допомогою насоса2надходить через підігрівач3в колону ректифікації5. Температура сировини, що вводиться в колону, регулюється ЛАТРом і заміряється за допомогою термометра4, встановленого на лінії живлення. З нижньої тарілки колони рідина стікає вкуб-випарник6, з електрообігрівачем. Температуру в кубі заміряють термометром7. Відведення кубового залишкуWз куба здійснюється через гідравлічний затвор, що одночасно є холодильником8, в ємність9. Пара, багата НКК, надходить з верхньої тарілки колони в конденсатор (дефлегматор)10, який охолоджується водою, що циркулює. Подачу води регулюють вентилем, що відкривають на 1/3. Конденсат з дефлегматора10надходить у флегмоделітель11. Частина цього конденсату насосом12подається як зрошення колону на верхню тарілку. Для вимірювання температури повертається в колону флегми встановлено термометр14. Решта конденсату з флегмоделітеля11самопливом надходить у мірний посудину13як дистилят, температура якого дорівнює температурі повертається в колону флегми. Температура пари, що йдуть з верху колони, вимірюється термометром15.
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ
Мал. 12.1. Схема лабораторної установки:
1 – бак харчування; 2, 12 – поршневі насоси; 3 – підігрівач; 4, 7, 14, 15 – термометри; 5 – колона ректифікації; 6 – куб-випарник; 8 – холодильник; 9 – ємність; 10 - конденсатор (дефлегматор); 11 - флегмоделітель; 13 – мірна ємність
розпочато відбір дистиляту, пусковий період установки вважається закінченим. Режим вважають, що встановився (стаціонарним) при досягненні заданої викладачем температури верху колони в межах 80-84°С. Стаціонарний режим досягається регулюванням кількості зрошення та живлення та характеризується сталістю температур по висоті колони.
Для введення колони в стаціонарний режим через кожні 56 хвилин знімають і записують в табл.12.3. параметри роботиколони (5?6 вимірів).
Об'ємна кількість дистиляту заміряють мірним циліндром. Концентрацію спирту в харчуванні, дистиляті та залишку визначають за табл.12.4. залежно від їх густин, заміряний ареометрами. Після закінчення роботи припиняють подачу напруги на всі обігрівальні елементи колони, вимикають насоси живлення. Воду на дефлегматор закривають після того, як охолоне колона.