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Tutorial MenuePraktikum Technische ChemieLerneinheit 2 von 6

Praktikum Rektifikation

Auswertung des Versuchs

Zur Ermittlung der theoretischen Trennstufenzahl der Kolonne ist für jeden Versuch ein McCabe-Thiele-Diagramm zu erstellen. Die Schablonen mit der Gleichgewichtskurve für das System liegen vor.

Die Zusammensetzung des Ausgangsgemisches sowie des Destillats wird durch Messung des Brechnungsindexes festgestellt. Mittels Eichkurve wird aus dem Brechungsindex der Volumenbruch ermittelt, der in den Molenbruch umgerechnet werden muss.

Eichkurve Cyclohexan/n-Heptan

Unendliches Kopf-Rücklaufverhältnis

Abb.1

Die Abbildung zeigt ein McCabe-Thiele-Diagramm für das unendliche Kopf-Rücklaufverhältnis für das Gemisch Cyclohexan/n-Heptan.

Zeichnen Sie im Bereich zwischen xB und xD die Treppenkurve zwischen Gleichgewichtskurve und Diagonale ein, zählen Sie die Trennstufen aus. Beachten Sie dabei, dass der Übergang von der Dampfphase im Verdampfer zum ersten Kolonnenboden bzw. dem Anfang der Kolonnenpackung eine Trennstufe darstellt.

Endliches Kopf-Rücklaufverhältnis

Abb.2

Die Abbildung zeigt das McCabe-Thiele-Diagramm für das endliche Kopf-Rücklaufverhältnis vv=5

Konstruieren Sie das McCabe-Thiele-Diagamm, zeichnen Sie in das Diagramm mit Gleichgewichtskurve und Diagonale weiterhin folgendes ein: die Senkrechten zu den drei Stoffmengenanteilen xB, xZ und xD, die Schnittpunktgerade, die den thermischen Zustand des Zulaufs berücksichtigt, die Verstärkergerade, die durch das Kopf-Rücklaufverhältnis bestimmt wird, und die Abtriebsgerade.

Zeichnen Sie die Treppenkurve zwischen die Gleichgewichtskurve und die Arbeitsgerade ein. Zählen Sie die Trennstufenzahlen für die Kolonnenabschnitte aus.

Die Berechnung der Trennstufenzahl nth für das ideale System Cyclohexan/n-Heptan kann nach folgender Formel erfolgen:

n th + 1 = ln x D ( 1 x B ) x B ( 1 x D ) ln P I P II

PI/PII ist dabei das im gesamten Mischungsbereich konstante Dampfdruckverhältnis der reinen Komponenten (PI/PII = 1,65).

Diskussion der Ergebnisse

Vergleichen Sie die Trennstufenzahlen, die Sie für die verschiedenen Rücklaufverhältnisse ermittelt haben. Diskutieren Sie die Unterschiede. Sie können die Ergebnisse in Form der Tabelle zusammenfassen. Sie vergleicht für die endlichen Rücklaufverhältnisse die experimentellen Werte und die, die mit dem McCabe-Thiele-Verfahren unter Annahme gleichbleibender Trennstufenzahlen berechnet wurden. Diskutieren Sie weitere mögliche Fehler Ihrer Versuche.

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