7/30/2019 Distilasyon Unlocked
1/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
1
KTLE TRANSFER VE UYGULAMALARI(MASS TRANSFER AND ITS APPLICATION)L faz: genelde younluu yksek olan faza denir.V faz: genelde younluu dk olan faza denir.Sv ekstraksiyonunda ise rafinat genelde L faz, ekstrat ise V faz olarak alnr.
Operasyon V faz L fazDistilasyon Buhar SvGaz absorpsiyonu veya nem giderme Gaz SvAdsorpsiyon Gaz veya sv KatSv-sv ekstraksiyon Ekstrat RafinatKat-sv ekstraksiyon Sv KatKristalizasyon Ana zelti KristallerKurutma Gaz Nemli kat
DSTLASYONBuhar sv dengesi:Kaynama noktas diyagramlar
ekil 1 Doymu Buhar Ve Doymu Sv Erileri
Scaklk
(C)
.a
e
Doymu buhar erisi
Doymu sv erisi
A bileeninin mol kesri
x=0.2 y=0.5
.c
.b
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
2/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
3/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
3
1. maddenin bileimi ok geni bir aralkta deiiyorsa,2. ayrma sklkla yaplmas gerekiyorsa,3. malzemeler az miktarda retiliyorsa,4. ana rn ok fazla safszlk ieriyorsa
n0:kaba beslenen mol miktarn:belirli bir zamanda kapta kalan svnn mol miktary,x:sv ve buhar bileimlerinA: kapta bulunan A bileeninin mol miktar
nA : x.n
Eer dn miktarnda sv buharlayorsa ydn=dnAd nA =d(x.n)=dnx+ndx=ydn
AV
x
x
n
n
ynnxnxn
n
n
xy
dx
n
dn
).(..
ln
101100
0
11
0
1
0
+=
=
=
)(10
nn : distile olan miktar
AVy :distile olan miktarn ortalama bileimi.
Daha basit bir eitlik ideal karm iin karlabilir. Relatif uuculuun scaklkladeimedii kabul edilir.
BB
AAAB
xy
xy
/
/= (*).
B
AAB
B
A
x
x
y
y=
Karm nA mol A ve nB mol B den oluuyorsa;(1) nA / nB = xA /xBEer dn mol buharlarsa Adaki deiim(2) yA dn=d nA(3) yB dn=d nB
1,2,3 ifadelerini (*) denkliinde yerine koyarsak;
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
4/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
5/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
5
FBBBFD
XXBX
ByX
ByX
xV
Fx
V
Fxx
V
Fx
V
Fy
yVVFF
xVFVF
VFLxLVF
BF
DF
DF
.).1(..
.
).(
,.....
0
+=+=
=+
+=
=+=
1 mol besleme (ikili bir karm) ve finde mol kesri olarak beslemenin buharlaanksmn gsterdiini f=(F/V)
1-f:sv olarak ayrlan mol kesri
f
xx
f
fy
f
xx
Fx
V
Fx
V
Fy
xfyfxxF
V
yF
V
x
F
FBFBD
BF
BF
+
=
+=+=
+=
+=
).1
(
).1
1(.).1(
).1(.).1(.
0
0
RFLAKS LE SREKL DSTLASYON
ekil 4 Riflaks le Srekli Distilasyon
V
F
Qc
QR
QFDL
B
Rektifikasyonksm
Syrma ksm
VL
VL
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
6/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
7/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
7
3.
D
D
xxy
xLxDyV
==
+=
01
0011 ..
Dnnnn
Dnnnn
xDxLyV
xDxLyVxLyV
...
............
11
110011
=
===
++
++
4. Dn
n
n
nn x
V
Dx
V
Ly ..
11
1++
+ +=
D
LR n= DVL nn = +1 ( iki nolu eitlik )
D
n
n
n
nn x
V
Dx
V
DVy ..
11
11
++
++ +
=
D
n
n
n
n xV
Dx
V
Dy ..1
11
1
++
+ +=
DLV nn +=+1 ( iki nolu eitlik ) )1( +=+= RDDRD
Dnn
D
n
nn
x
RD
Dx
R
y
xV
Dx
RD
Dy
.
)1.(
).
1
11(
..)1(
1
1
1
1
+
+
+
=
++
=
+
+
+
1.
11
++
+=+
R
xx
R
Ry Dnn st Operasyon Dorusu Denklemi
Syrma Ksm
ekil 6 Syrma Ksm
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
8/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
9/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
9
Beslemenindurumu
Entalpi Qnundeeri
Souk sv Hf< hL q>1Doygun sv Hf= hL q=1Buhar svkarm
Hf> hL 0
>
Doygun sv 1 q=1
VV
LL
=
>
Buhar sv karm 0
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
10/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
11/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
11
Mccabe theile diyagram ile teorik denge kademesi hesabnda izlenecek admlar.
1. X0 , y1 ,zF hesab iin ktle dengesi2. x y diyagramnn izilii3. Riflaks oran ( R ) hesab4. XF yerini iaretle ve q yu iz5. XD iaretle ve q ile birletirerek st operasyon dorusunun iz6. XB yi iaretle ve alt operasyon dorusunu iz7. kademeleri iz8. ksm kondenser veya youturucu varsa toplam kademe saysndan bunlar
kar
Mccabe Theile Metodunda Tm Riflaks Ve Minimum Raf Says
D
LR n= 0=D =R ( distilatta younlaan buharn tmnn geri verilmesidir )
DLV nn +=+1 1
.1
1+
++
=+R
xx
R
Ry Dnn
0tan = 45= CKolonun her iki ksmndaki operasyon dorular diyagonal ile akr.
ekil 7 Mccabe Theile Metodunda Tm Riflaks Ve MinimumRaf Says
Bulunan rafsays istenenayrmay eldeetmek iinkullanlan en azraf saysdryA
XA
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
12/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
13/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
13
Tm Kondenser ( Total Kondenser)
ekil 9 Tm Kondenser
Ksmi Kondenser ( Partial Kondenser )
ekil 10 Ksmi Kondenser
Bazen iki kondenser seri olarak balanr. lk kondenser riflaks salar. Sonu kondensersv rn salar.
'''
cba = st raf'aba = ksmi kondenser, distilasyon kolonuna ek teorik raf
Raf Verimlilii ( Plate Efficiency )
1. Tm verim ( Overall efficiency ): Tm kolon etkinlii gz nne alnr.2. Murphree verimi : tek raf verimi ile ilgilenilir3. Lokal verimlilik
1 = (ideal raf says)/(gerek raf says)6: ideal kademe says tm verim %60 ise G.R.S = 6/0,60=10
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
14/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
15/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
15
60,0==
ac
abMurphree 60,0=M
Bu verimlilii tm kolona uygulayabilmek iin gerek ye , xe denge erisi, efektif dengeerisi ( ye
,xe ) ile yer deitirir.
).(' yyyy eMe +=
yn yn*
Bir raftan ayrlan sv, raftaki ortalama sv ile ayn bileime sahip olabilir. Bu durumdalokal verimlilik;
'1
'
' 1''
+
+
=
nen
nn
yy
yy
'ny = n. Raftaki belli bir noktada ayrlan buharn bileimi
=+'
1ny ayn nktaya giren buharn bileimi'eny = ayn noktada sv ile dengede olan buharn bileimi
Murphree ve lokal verimlilik arasndaki bantlar M ve' arasndaki iliki sv fazn
karma derecesine ve buharn dier bir kademeye gemeden nce iyi karp
karmadna baldr. Yaplan hesaplamalar buharn tm veya ksmen karmadurumunda ele geen verimlilik farklar ok az olmasna ramen sv karmasnnolmad durumda verimlilie etkisi byktr.
ekil 11 Murphree Diagram
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
16/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
17/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
17
ekil 13 plak Buharla Distilasyon
....../..
..0..
1
11
1
==
+=+
+=+
VxBxV
Ly
xByVSxL
BVSL
mm
Bmmmm
mm
0== yyS , Bxx = , bylece syrma blgesi operasyon dorusu 0=y , Bxx =
noktasndan gemesi gerekir.
S
xBx
S
Ly Bmm
..1 =
Syrma dorusunun , 45 diyagonel ile kesim nokts y = x konarak konarak yukardakieitlikten ekilirse ;
SBxBx B = /.
Lm,Xm Vn+1 Yn+1
S,ys
B,XB
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
18/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
19/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
19
E
hN
hP
hM
XMXPXN
2
3
1
Bile im
PONCHON SAVART YNTEM
Adyabatik olmayan bir karmda enerji denklemiaadaki gibidir.(1) PNM hPqhNhM ... =++
q akmdan herhangi biri ile bantl olabilir.
M
qqM
N
qqN =
P
qqP = ( akmlarn birim ktlesine
karlk sisteme giren snn debisi )
(1)denklemi Pq seilerek yenidendzenlenecek olursa;
NM
hNhMqh
qhPqPhPhNhM
NMPP
PPPPNM
+
+=
==+..
).(....
ekil 16 Adyabatik Olmayan KArm
ekil 15 Adyabatik Karm
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
20/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
21/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
21
L,V ve F akmlarn gsteren a,b,f noktalar ayn doru zerinde olmaldr.Ters kaldra kural uygulanrsa;
fb
af
L
V=
3n yeri M ve N akmlarnn miktar ile belirlenir. P akmnn M akmna oran kaldrakuralna gre;
NP
NM
xx
xx
M
P
=
NP
NM
hh
hh
M
P
=
NP
PM
NP
PM
hh
hh
xx
xx
M
N
=
=
PM
NM
PM
NM
hh
hh
xx
xx
N
P
=
=
Eer M akm tarafndan sisteme fazladan birsnn verildii kabul edildii taktirde Makm ile sisteme MM qh + entalpisi girecektir.
PNMM hPhNqhM ..).( =++
Besleme Rafnn stndeki Kolon Ksm ( Rektifikasyon)
).(.
..
..
11
'11
11
1
CDDnnnn
C
CD
CDnnnn
nnnn
Nn
qhDhLHV
D
qhDhLHV
DxLyV
DLV
+=
=
+=
=
=
++
++
++
+
0=n 0xxn = yyn =+1
* ).(.. 0011 CDD qhDhLHV +=
DLV = 01 ise 01 LDV += * denkleminde
yerine konur;
),( Mm hx ),( NN hx ),( qPP hhx Ayn doru zerinde
),( MMM qhx + ),( NN hx ),( PP hx Ayn doru zerinde
ekil 17 Rektifikasyon
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
22/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
23/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
23
).(.
1122
1122
12
1
CDD
D
nn
qhDHLHV
xDxLyV
DLV
DLV
+==
=
=+
1122 ,,, hxHy ve ),( CDDD qhx + noktalar dz bir doru zerinde bulunurlar.
n=1 iin y deerine ait x deeri denge erisinden bulunur. ( x1,h1) ve (y1,H1)noktasndan geen balant dorusu izilir. (y2,H2) noktasndan geen yeni (x1,h1)noktasndan (xD,hD+qCD) noktas ile birletirilerek bulunur.
Besleme rafnn altndaki kolon blgesi ( syrma blgesi):
W
hWqHVhL
xWyVxL
WVL
r
rw
wrmmmm
wmmmm
mm
=
=+
==
...
..
11
11
1
).(.. 11 rwwmmmm qhWHVhL =
(xm-1 ,hm-1) (ym,hm) (xw, hw-qrw) ayn doruzerinde
(xw, hw-qrw) noktasnn yeri tm ktle ve enerjidenkliklerinden bulunmutur.
ekil 18 syrma blgesi
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
24/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
25/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
25
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
26/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
27/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
27
ekil 21 Ekstraktif destilasyon
ok Bileenli Sistemlerde Distilasyon:
Endstride pek ok distilasyon prosesi birden fazla bileenin ayrlmasnn ierir. kibileenli distilasyonda , iki bileenli bir sistemi ayrmak iin bir kule kullanlr. okbileenli destilasyonda n bileen iin ( n-1) adet kule gerekir.
Denge verileri:ok bileenli sistem ideal olarak dnlrse Roult Kanunu uygulanr.A,B,C ve D denoluan drt bileenli bir sistem iin;
AAA xPP .0= , BB xP .P
0B = , CC xP .P
0C = , DD xP .P
0D =
A
AA
A xP
P
P
Py .
0
== , BBB
B xP
P
P
Py .
0
== , CCC
C xP
P
P
Py .
0
== , DDD
D xP
P
P
Py .
0
==
AAA xKy .= , BBB xKy .= , CCC xKy .= , DDD xKy .=
K: Buhar sv denge sabiti ve dalm katsays. K deerleri hafif hidrokarbonlar iinyar ampirik eitliklerden hesaplanabilir ve K scaklk ve basncn fonksiyonudur. Hafifhidrokarbonlar iin K bileimin fonksiyonu olmad kabul edilir. deal sistemler iin
TAA PPK /0= olarak alnabilir. A,B,C ve D den oluan bir karm iin eer C referans
bileen olarak seilirse ;
Soutucu
1
2
A rn
B rn
zc
BB
Besleme
zc
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
28/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
29/30
Y.T.U Prof.Dr.Mualla ner Ayrma lemleri/Distilasyonwww.kimyamuhendisi.com
29
salayncaya kadar raf-raf (stage to stage) hesaplamalar iin deiik bilgisayaryntemleri gelitirilmitir. Bunun dnda n tasarm almalarnda yaklan sonu verenkesitirim yntemleri bulunmaktadr.
Kestirim Yntemleri (Shortcut Method)
Bu yntemler hidrokarbon sistemleri iin gelitirilmi yntemler olup, sabit relatifuuculk kabulne dayandrlr. Bu nedenle ideal halden ok fazla sapan karmlar iinkullanlmaz.
Tm Riflaks
kili destilasyon kolonu tasarmnda olduu gibi, tm riflaks durumunda min sayda rafsays hesaplanr. Bunun iin Fenske eitlii kullanlr.
( )( )( )
LKWLKDavLK
avLK
LKBHKBHKDLKDm
x
wxwxDxDxN
=
=
,
,log
//log
XLKD = Distilattaki hafif anahtar bileenin mol kesriXHKD = Distilattaki ar anahtar bileenin mol kesriXHKB = Dip rndeki ar anahtar bileenin mol kesriXLKB = Dip rndeki hafif anahtar bileenin mol kesriNm = Minimum raf says
Dier Bileenlerin Dalm
Tm riflaks durumunda dier bileenlerin distilat ve dip rndeki bileimleri aadakidenklikten hesaplanabilir.
( )',
.wx
Dx
wx
Dx
HKW
HDKN
avi
iW
iD m=
Minimum Riflaks Oran
Underwood tarfndan gelitirilmi olan kestirim yntemi Rmnin hesabnda kullanlr. Buyntem sabit ortalama ve kulenin her iki blmnde sabit ak hz kabuln yapar.
=+
=
i
iDim
i
iFi
xR
xq
1
1
=i i bileeninin ortalama bal ucuculuu
=iDx minimum geri ak orannda i bileeninin ba rndeki mol kesri
= sabit, deeri hafif ve ar anahtar bileenlerin bal uuculuklar arasndadr.
7/30/2019 Distilasyon Unlocked
30/30
This Blank Page has been intentionally inserted by Estelar
PDF Security Removal Demo Version.
Buy Now the Full Version of Estelar PDF Security Removal
Software and performunlocking unlimited PDF files
without any watermarks.