constante molaire overloop

Moderator: ArcherBarry

Reageer
Berichten: 32

constante molaire overloop

Bij de destillatie van componenten wordt regelmatig constante molaire overloop aangenomen. Eén van de voorwaarden daarbij is dat de druk in de kolom niet te hard mag variêren.

Bij varierende druk veranderen ook de kooktemperaturen. Maar wat is precies de invloed van een sterk variërende kooktemperatuur op de aannames van constante molaire overloop?

Is dit dat de voelbare warmte niet meer te verwaarlozen is tov de latente warmteinhoud van de componenten?

Of is er een ander effect?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 4.167

Re: constante molaire overloop

Bij varierende druk veranderen ook de kooktemperaturen.
Bij variërende samenstellingen ook. Elke (theoretische) schotel heeft immers een andere samenstelling en dus een ander kookpunt.

En de verdampingswarmte varieert met de temperatuur (en samenstelling).

Constante molaire overloop geldt alleen als alle componenten overal dezelfde verdampingswarmte hebben, er geen mengwarmte is en als de voelbare warmte geen rol speelt.

In de praktijk is dat dus: nooit.

Constante molaire overloop maakt het echter wel erg inzichtelijk hoe in een destillatie verschillende variabelen samenhangen, denk aan McCabe-Thiele, en is dus zeer geschikt voor studiedoeleinden waar nauwkeurigheid ondergeschikt is aan ontwikkelen van inzicht.

In de praktijk gebruikt men al decennia processimulators die veel nauwkeuriger rekenen voor destillatieberekeningen, omdat zij rigoureus rekening houden met de warmtebalans op iedere schotel..
Hydrogen economy is a Hype.

Berichten: 32

Re: constante molaire overloop

Waarom is de voorwaarde voor cte molaire overloop dan onder andere dat er uniforme druk moet zijn?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 4.167

Re: constante molaire overloop

Ik heb die voorwaarde nooit genoemd zien worden.

Natuurlijk heeft drukprofiel in de kolom invloed op het temperatuurprofiel, maar zelfs bij een constante druk over de gehele kolom zal er een temperatuurprofiel over de kolom zijn, want de compositie is immers op ieder schotel anders, en dus ook de (kook)temperatuur. Dus ook bij constante druk over de kolom is er toch invloed van voelbare warmte.

Belangrijkste voorwaarde voor constante molaire overloop is dat de molaire verdampingswarmte van alle componenten gelijk is, zodat de condensatie van één mol damp (van de schotel eronder) op een bepaalde schotel weer precies één mol damp oplevert, maar met een iets andere compositie.

Een bekend voorbeeld in schoolboeken is destillatie van methanol/water. Denk jij dat methanol en water dezelfde molaire verdampingswarmte hebben? Echt niet:

Afbeelding

Zoals duidelijk te zien: het verschil is zo'n 20 %. Daarbij vergeleken stelt het effect van voelbare warmte niet veel voor.

Wie zich druk maakt over het drukprofiel in de kolom heeft het niet goed begrepen.

Nogmaals: constante molaire overloop is niet meer dan een versimpeling om de destillatieberekeningen eenvoudig en doorzichtig te houden. Het is iets uit de tijd voor er computers bestonden. Ideaal voor schoolboeken, maar in de praktijk gebruikt men al vele decennia processimulatoren met rekenmethodes die veel nauwkeuriger zijn dan constante molaire overloop.
Hydrogen economy is a Hype.

Reageer