Mathematical model of batch distillation and rectification for positive and negative azeotropes

A mathematical model of differential rectification and distillation processes for positive and negative azeotropes was developed on basis of distillation equilibrium studies. The differential balance of distilled component A in the periodic rectification process d (Sx*) = yDdS was derived in a form of S/S0 = f(αz, k, t, R). The reduced parameters (0 < k < 1) determined the initial concentration (x0 = xF) and final concentration (0 < t < 1) of azeotropes (x = xw). The solution concentration (x = f(t)) and distillate (xDrekt = f(t), XD = f(t)) dependencies are the increasing functions of (S/S0) for the relative volatility (α>l, αZ, = α), and the decreasing functions of (S/S0) for (α < 1, αz = 1/α). They satisfy the condition: xDrekt, > xD> x for α > 1 and xDrekt, < xD < x for α < 1.

Matematyczny model procesów różniczkowej rektyfikacji i destylacji dla azeotropów dodatnich i ujemnych został wyprowadzony na bazie modeli równowag destylacyjnych. Na podstawie bilansu różniczkowego składnika A w procesie rektyfikacji lub destylacji periodycznej d (Sx*) = yDdS wyznaczono model procesu w postaci zależności S/S0 = f(αz, k, t, R). Zredukowane parametry (0 < k < 1) określają stężenie początkowe (x0 = xF) i końcowe (0 < / < 1) azotopów (x = xw). Stężenia roztworu (x = f(t)) i destylatu (xDrekt = f(t), XD = f(t)) w procesie destylacji i rektyfikacji są funkcjami rosnącymi (S/S0) dla lotności względnej (α>l, αZ, = α) i funkcjami malejącymi (S/S0) dla (α < 1, αz = 1/α) oraz spełniają warunki xDrekt, > xD> x dla α > 1 i xDrekt, < xD < x dla α < 1.