AKIM ŞEMALARI

1. AKIM ŞEMALARI 1. GİRİŞ •Akim şemaları proses tasarımında anahtar döküman olarak adlandırılacak kadar önemli bir konudur. •Tasarımda yer alan ekipmanlar, akım hatları, akımların hızları, bileşimleri ve ekipmanların işletme koşulları yer alır. Akım şemaları, işletmeye alma çalışmaları(start up) sırasında prosesin işletme performansının tasarım değeriyle kıyaslanması amacıyla da kullanılır.

2. Akım şemaları, prosesde yer alan her bir ünite için ve tüm proses için yapılan kütle ve enerji denklikleri temel alınarak oluşturulur. Günümüzde akım şemaları bilgisayar destekli olarak hazırlanmaktadır. Avantajı -Alternatif akım şemalarının oluşturulması -En uygun prosesin seçimi -En uygun proses şartlarının saptanması Bu ders kapasamında MATLAB ve CHAMCAD paket programından yararlanılacaktır.

3. Temel reaksiyon stokiyometrisi Girdi-Çıktı Diyagramı Prosesin başlangıç koşulları Genel Blok Diyagramı Başlangıca göre Madde dengesi Blok Akım Diyagramı (BFD) Madde ve enerji Dengeleri Mekanik ve Ekipman bilgileri Proses Akım Diyagramı (PFD) Mekanik ve Enstrümantasyon bilgileri Borulandırma ve Enstrümantasyon (P&ID) Şekil 1 Bir kimyasal prosesin akım diyagramının oluşumu

4. 2. AKIM ŞEMALARININ GÖSTERİLİŞİ Çeşitli tipte akım şemaları vardır: 2.1 Blok Diyagramları: En basit gösterim şeklidir. Çizimde yer alan her bir blok bir ekipmanı veya prosesin belirli bir adımını simgeler. Kare daire veya diktörgen şeklinde gösterilir. Mühendisler için pek yararı yoktur, ön raporların hazırlanmasında ve eğitim amacıyla kullanılır.

5. 2.2. Blok Akım Diyagramları Bu diyagram girdi çıktı akımlarının bir seri blok ile birbirlerine bağlanarak oluşturulur. İşletme koşulları (Sıcaklık ve basınç) ve problemde verilen geri döngü, dönüşüm gibi diğer önemli bilgileri de içerir. BFD BAPD BATD

6. Blok Akım Proses Diyagramları (BAPD) Gaz Karışımı (2,610 kgh) Gaz Ayırıcısı Toluen (10.000 kgh) Reaktor Benzen (8.210 kgh) Hidrojen 820 kgh) Dönüşüm % 75 Toluen Sıvı karışımı Dis. Kol. Toluen Şekil 2 Reaksiyon: C7H8 + H2 = C6H6 + CH4

7. Bir Blok Akım Proses Diyagramı Oluşturulurken; • İşletmeler bloklarla gösterilir. • Önemli akım yönleri oklarla belirtilir. • Mümkün olduğunca akımın yönü soldan sağa çizilmeli, • Hafif bileşen içeren akımlar (gazlar) yukarı doğru, • ağır bileşen içeren akımlar (sıvılar ve katılar) • aşağı doğru yönlendirilir. • 5. Basitleştirilmiş madde dengesi kurulur.

8. Blok Akım Tesis Diyagramı Şekil 3

9. 2.2. Proses Akım Diyagramı (PFD) PFD bir kimyasal prosesin tasarımı için gerekli KM veri kümesini içerir. Ayrıntılı akım şemalarında, ekipmanlar genelde belirli bir stile (tarza) uygun olarak çizilirler ve kullanılan semboller ve çizimler belirli standartlara uymalıdır. Proses Akım Diyagramı çizimi için kullanılan standart sembollerin listesi (R.Turton,1998 )’da verilmiştir.Chemcad programinda kullanılan Semboller bu temele dayanmaktadır Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü (ANSI)’de akım şemalarının hazırlanmasında kullanılan bir semboller dizini hazırlanmıştır.

10. Bir PFD temel bilgileri sağlayacak şekilde • 3 katagoride verilir. • Proses topolojisi • Akım Bilgileri • Ekipman Bilgileri Örnek bir Benzen üretim prosesi için bunları sırasıyla görelim. 2.2.1. Proses Topolojisi Bu diyagram ,ekipmanların önemli parçalarının yerleşimini ve ekipmanlar arasındaki prosesakım bağlantılarını gösterir. Ekipman ve proses akımları arasındaki etkileşimin yerleşkesi bir proses topolojisini gösterir.

11. Şekil 4. Toluenin hidro alkilasyonu ile benzen üretimi için Proses AkımDiyagramı (PFD)

12. Şekil 4 diyagramında prosesin herbir önemli parçası bir rakamla tanımlanarak gösterilmiştir. Diyagramın üzerinde ekipmanların açıklamaları verilmiştir. Tablo 1’de proses ekipmanların tanıtımı için harf kodu verilmiştir. Tablo 1 Proses Ekipmanların tanımı için kullanılan harfler XX: Ekipman sınıflanması için tanımlanmış bilgiler C: Kompresör veya Türbin E: Isı Değiştiricisi H: Ateşli ısıtıcı P: Pompa R: Reaktör T: Kule TK: Depolama Tankı V: Kap Y: Tesisin tasarlanmış alanı ZZ: Her bir ekipman sınıfının tasarım numarası A/B: PFD’de yer almayan parelel üniteleri gösterir.

13. Proses akımlarının tanıtımı için bir rehber niteliği de taşıyan gösterim tablo 2’de verilmiştir. Örneğin E-102 ‘de yerleştirilmiş olan cw simgelem E-102’ye giren soğutma suyunu göstermektedir. Tablo 2. Yardımcı akım simgeleri lps: Düşük Basınç Akımı: 3-5 barg (sat) mps: Orta Basınç Akımı 10-15 barg (sat) hps: Yüksek Basınç Akımı: 40-50 barg (sat) htm: Isı Transfer Bölgesi (Organik): 400oC’ye kadar cw: Soğutma suyu: 45oC’den daha az olup 30oC soğutma kulesinden dönen wr: Nehir suyu: 35oC daha az olup 25oC sıcaklıktaki nehirden gelen rw: Soğutulmuş su: 15oC daha az olup 5oC sıcaklıktaki soğutulmuş su rb: Soğutulmuş tuzlu su: 0 oC daha az olup -45oC sıcaklıkta dönen cs: Kimyasal atık su ss: Sıhhi atık su el: Elektrikli ısıtıcı (220, 440, 660V) ng: Dogal gaz fg: Yakıt gazı fo: Fuel oil

14. Akım diyagramında Ekipmanların sembolik olarak gösterimi “Amarican Society of Mechanical Engineers (ASME) [2] ‘e göre yapılmıştır. Hangi sembol kullanılırsa kullanılsın her bir simge ile gösterilen işletim tanımı nadiren bir problemde verilir. Şekil 5’de proses diyagramlarında gösterilen sembollerin bir listesi verilmiştir. Bu liste akım proseslerinde (sıvı ve gaz) yaklaşık %90 üzerindekini kapsamaktadır.

15. Sinnott, 1999, EK-A’da Ayrıntılı olarak verilmiştir. Şekil 5. Proses Akımdiyagramı oluşumu için Semboller

16. 2.2.2. Akım Bilgileri Şekil 4’deki proses akım diyagramında proses akımlarının gösterimi açık olarak verilmiştir. Sadece birkaç operatör içeren küçük diyagramlar için, Sıcaklıklar, basınçlar bileşimler ve akış hızları gibi akım bilgileri akımın yanında küçük bir kutucuk içerisinde verilebilir. Polimer üretim prosesi için bu gösterim şekil 5’de verilmiştir. Daha kompleks diyagramlar için bu gösterim pratik değildir. Onun yerine ek bir akımbilgileri tablosu hazırlanır. Tablo 3’de Akım bilgileri tablosunda nelerin verilmesine dair bir özet verilmiştir.

17. AN 500 Su 2500 Toplam 3000 15 oC 60 oC Su 5000 Toplam 5000 DM su Buhar 40 oC 15oC Depodan 60 oC Kurutucuya CW 60 oC AN 5 Su 300 Polimer 448 Tuzlar eser Toplam 753 Kat. 5 Su 100 Toplam 105 RI AN 50 Su 2600 Polimer 450 Tuzlar 5 Toplam 7362 Su 5 AN45 Polimer 2 Tuzlar 5 Toplam 7362 Katalizör Hazırlama unitesinden Teçhizat anahtarı RI Polimer reaktörü HI Su ısıtıcısı FI Vakum filtresi Şekil 6 . Akım Diyagramı: Polimer üretimi (Sinnot, 1999)

18. Tablo 3 Bir akım diyagramında gerekli bilgiler Zorunlu Bilgiler Akım no Sıcaklık (oC) Basınç (bar) Buhar Kesri Toplam Kütlesel Akış Hızı (kg/h) Toplam Molar Akış Hızı (kmol/h) Herbir Bileşenin Akış Hızı (kmol/h) İsteğimize göre Bilgiler Bileşen mol kesri Bileşen kütle kesri Herbir bileşenin akış hızı (kg/h) Hacimsel akış hızları (m3/h) Önemli fiziksel özellikler - Yoğunluk -Viskozite -Diğerleri Termodinamik Veriler -Isı kapasitesi,Akımların entalpileri,K-değerler Akım ismi

19. Tablo 4 Benzen üretim prosesi için (Tablo 3’e göre) Akımların özeti

21. Tüm proses için madde dengeleri ve diğer problemler kolaylıkla analiz edilebilir. Örnek verecek olursak, Benzen üretim prosesi için Şekil 4’de toplam kütle dengesi çek edilebilir. Örnek1 1 nolu Akım ( Beslenen toluen) ve 3 nolu akım (Beslenen hidrojen) 15 nolu çıkış akımı (üretilen benzen) ve 16 nolu akım (Yakıt gazları). Aşağıdaki tablo bu akımları (103 kg/h ) katı kadar olacak şekilde verilmiştir. Girdiler:Çıktılar 3 nolu akım: 0.82 15 nolu akım: 8.21 1 nolu akım: 10.00 16 nolu akım: 2.61 Toplam : 10.82x103 kg/h Toplam : 10.82x103 kg/h Girdiler = Çıktılar olduğundan madde dengesi sağlanmıştır.

23. Örnek 2.Aynı proses için toluenin benzene dönüşüm oranını bulunuz. Dönüşüm oranı şu şekilde tanımlanabilir, =(üretilen benzen) / (Toplam giren toluen) Akım diyagramından R-101 (Reaktöre) giren akımlar 6 nolu (reaktör beslemesi) ve 7 nolu akım (geri döngü quench gaz akımı), ve çıkış akımı, 9 (reaktör çıkış akımı) ile gösterilmiştir. Tablo 4’deki akım Bilgilerinden; Toluen=144 (6 nolu akımdan)+0.04(7 nolu akımdan)=144.04 kmol/h Üretilen Benzen: 116 (9 nolu akım)-7.6 (6 nolu akım)-0.37 (7 nolu akım) =108.03kmol/h = 108.03/144.04 = 0.75

24. Üretilen benzeni şu şekilde de hesaplayabiliriz. Üretilen benzen= Giren Toluen- Çıkan Toluen = 144.04-36 (9 nolu akım) =108.04 =108.04/144.04=0.75

25. 2.2.3. Ekipman Bilgileri PFD’nin son elemanı ekipman özetidir. Bu özet ekipmanların maliyetini tahmin etmek ve ekipmanların detaylı tasarımı için temel donatımları içerir. Tablo 5’de Akışkanlarla ilgili proseslerde karşılaşılan çoğu ekipman için ekipman özet bilgisi verilmiştir. Tablo 6’da verilen bilgiler ise Benzen üretim prosesinin ekipman özeti kısmını hazırlamada kullanılabilir.

26. Tablo 5. PFD için Ekipman Tanımları

27. Tablo 6. Toluen Hidroalkilasyon PFD için Ekipman Özeti (Turton p.21-22) Değişik ekipman parametrelerinin nasıl tahmin edeceğimizi ve seçeceğimizi ileriki bölümlerde göreceğiz.

28. 2.3. Verilerin kesinliği ve doğruluğu Verilerin virgülden sonra bir basamaklı olarak yazmak yeterlidir. Hassaslık derecesine göre veriler verilmelidir. Çok daha küçük değerler ise ‘eser’ miktarda olarak yazılır. Prosesi kısıtlayan bir öneme sahip ise ‘ppm’ olarak belirtilir. Bazı durumlarda eser miktardaki maddeler çok önemlidir. Katalizör zehirlenmesine neden olan ve malzeme seçimini etkileyen maddeler söz konusu olduğunda bu maddelerin miktarları belirtilmelidir.

29. 2.4 Hesaplamalarda kullanılan temeller Akım şeması üzerine yazılan değerlerin hesaplanmasında kullanılan temeller akım şeması üzerinde belirtilmelidir. Bu temeller içerisinde; -Yıllık işletme süresi, -Reaksiyon verimi ve fiziksel verimler, -Ortam sıcaklığı, -Kullanılan varsayımlar yer almalıdır. .

30. 2.5 Kesikli prosesler Kesikli prosesler için hazırlanan akım şemalarında gösterilen değerler tek bir dolum (batch) için gerekli miktarlardır. Sözü edilen kesikli proses, sürekli prosesin bir parçası ise ona ait akım şeması sürekli akım şeması içerisinde gösterilir ve sınırları belirtilir. Süreklide (kg/st); Kesiklide (kg/dolum) Sürekli bir polimerizasyon prosesi için gerekli katalizörün hazırlanması kesikli bir prosesdir.

31. 2.6 Yardımcı üniteler Bir karışıklılığa neden olmaması amacıyla, yardımcı ünitelerden gelen veya yardımcı ünitelerden giden Akım hatları aynı akım şeması üzerinde gösterilir ve ne oldukları belirtilir.

32. 3. HESAPLAMALAR • Kütle ve enerji denkliklerinden akımların miktarları ve bileşimleri • hesaplanır ve akım şeması üzerine yazılır. • Tasarım çalışmalarında iki tür kısıtlama vardır. • Dış kısıtlamalar: Tasarımcının kontrolunda değildir. • i. Müşteri talebine göre belirlenen ürün spesifikasyonları • ii. Alevlenme limiti v.b. temel güvenlik konuları • iii. Hükümet tarafından saptanan atık spesifikasyonları • II. İç Kısıtlamalar: Proses ve ekipmanların fonksiyonlarına bağlıdır. • i. Proses stokiyometrisi, dönüşüm oranı ve verim • ii. Kimyasal denge • iii. Sıvı-sıvı ve gaz-sıvı ayırma işlemlerinde faz dengesi • iv. Azeotrop karışımlar • v. Enerji denkliğinde karşılaşılan kısıtlamalar • vi. Ekipman tasarımında karşılaşılan kısıtlamalardır.

33. 3.1. TEMELLER • Zaman: Ekipmanların temizlenmesi, • katalizörün yenilenmesi • kolon dolgu maddelerinin değiştirilmesi gibi • benzeri işler için bakım yapılır. • Çoğu kimya ve petro kimya tesisinde yıllık işletme süresi, • Bir yılın %90-95 i olup, genellikle 8000 saat kabul edilir.

34. 2. Ölçek faktörü: Akım şemasındaki hesaplamaları prosesde yer alan ekipman sırasına uyarak yapmak kolaylık sağlar. Ham maddeden (girdi) son ürüne İstenilen üretim hızı girdi üzerinden değil ürün üzerinden verilir. Bu nedenle bir temel seçilmelidir. Örneğin, 100 kmol/st hammadde temel olarak alınabilir. Bu durumda akımların gerçek değeri; her bir akımı, istenilen üretim hızı üzerinden hesapalanmış ölçek faktörüyle çarparak elde edilir. Ölçekfaktörü= Mol/st ürün 100 kmol hammadde için elde edilen ürün miktarı (mol)

35. 3.2. Akım şemasında Yer Alan Çeşitli Üniteler İçin Yapılan Hesapalamalar Reaktörde ve denge kademelerinde, sabit akımların bileşimlerinin hesaplanmasında, kütle ve enerji denkliklerinin birlikte kullanılması için izlenen yöntemleri kapsar.

36. Örnek –1 Hidrojen gazı üretim yöntemlerinden biri; petrol rafinerilerinde reforming ünitesinden çıkan gaz akımını shift konvertöründe su-gaz reaksiyonuna sokarak gazlar içerisindeki CO’i hidrojene dönüştürmektir. CO+H2O CO2 +H2H0298=-41197 kJ/kmol Bu örnekte, konvertöre giren gaz akımının bileşimi ve buhar/gaz oranı bilindiği durumda konvertörü terk eden akımın bileşiminin hesaplanması İstenmektedir. Konvertörde, tepkime katalitik ortamda gerçekleştirilmekte ve çıkan akımın kimyasal dengeye ulaştığı kabul edilmektedir. Reforming ünitesinden çıkan gaz akımı içerisinde kuru gaz üzerinden mol olarak; %8.5CO2, %11 CO, %76.5 H2 bulunmaktadır. Konvertöre giren akımın sıcaklığı 500o K olup konvertöre giren 1 mol CO başına 3 mol H2O buharı gönderilmektedir. Konvertörden çıkan akımın sıcaklığını ve bileşimini hesaplayınız.

37. 2 1 500 K Çözüm: Temel: 100 kmol/st kuru gaz (girdi) Girdi akımındaki su buharı = 3x11 = 33 kmol; Karbonmonoksidin dönüşüm oranı, C ise tepkimeye giren karbonmonoksit mol sayısı, tepkimenin stokiometrisi de göz önüne alındığında 11C dir. Aşağıda stokiometrik tablo ve bileşenlerin özgül ısıları verilmiştir

38. Bileşen Girdi akımı, Mol sayısı Çıkan akım Mol sayısı Cpo kj/kmol K A b c d CO2 8.5 8.5 + 11C 19.80 7.34 E-2 -5.6 E-5 17.15 E-9 CO 11.0 11(1-C) 30.87 -1.29 E-2 27.9 E-6 -12.72 E-9 H2O 33.0 33 – 11C 32.24 19.24 E-4 10.56 E-6 -13.60 E-9 H2 76.5 76.5 + 11C 27.14 9.29 E-3 -13.81 E-6 7.65 E-9 Konvertörden çıkan gaz akımının ideal olduğu ve termodinamik dengeye ulaştığı varsayılmaktadır. Ayrıca tepkimenin stokiometrisinden dolayı denge sabiti üzerine basıncın etkisi yoktur.

39. O Kp, aynı zamanda sıcaklığa bağlı bir sabittir. Çeşitli tepkimelerin sıcaklığa bağlı olarak denge sabitleri değişik kaynaklardan yararlanarak bulunabilir. Örneğin tepkimenin serbest enerji değişimi G biliniyorsa, G = -RTlnKp bağıntısından yararlanarak hesaplanabilir. Veya termodinamik kitaplarında 1/T ; logKp şeklinde verilen nomogramlardan yararlanarak bulunabilir. Bu örnekte, Technical Data on Fuel, Spiers adlı kaynaktan CO2 + H2 = CO + H2O tepkimesi için sıcaklığa bağlı olarak verilen Kpdeğerleri kullanılmıştır. O nedenle; 1 nolu bağıntı, (121 Kp – 121) C2 + (935 Kp + 484) C + (650 Kp – 363) = 0 şeklinde yazılabilir

40. Tepkime ekzoterm olduğu için adyabatik işletim tercih edilmiştir. Soğutma yapılmayıp, dışarıya olan ısı kayıpları en aza indirilecektir. Konvertörden çıkan gazların sıcaklığı da dönüşüm oranına bağlı olduğundan, konvertör çıkış sıcaklığı denge bağıntısını ve adyabatik işletim için enerji denkliğini sağlamalıdır. Bu amaçla aşağıda verilen çözüm algoritması uygulanabilir. • 1. Dönüşüm oranı, C için bir varsayım yapılır. • 2. Bu dönüşüm oranı için 1 nolu bağıntıdan Kp değeri hesaplanır. • 3. Kp= F(T) den (termodinamik bağıntılar veya nomogramlardan) T çıkış sıcaklığı bulunur. • 4. Adyabatik işletim için enerji denkliğinden dışarıya verilen Q ısısı hesaplanır. • 5. Q=0 olup olmadığı kontrol edilir. Hesaplamalara (iterasyona) Q=0 olana dek devam • edilir.

41. Dönü-şüm Oranı, C KP.102 Çıkan akım sıcaklığı K Çıkan akımın bileşimi, Mol Aktarı-lan Isı, Q CO CO2 H2O H2 0.88 1.86 550 1.32 18.18 23.32 86.18 -175268 0.79 3.69 600 2.31 17.19 24.31 85.19 76462 0.68 6.61 650 3.52 15.98 25.52 83.98 337638 Çözüm için bir bilgisayar programı yazarak basit enerji denkliğinin çözümü yapılabilir. Veya algoritma izlenerek ve hesap makinesi kullanarak çözüme ulaşmaya çalışınız. Sonuçlar: Referans sıcaklık 298 K alınmıştır. Yapılan üç iterasyondan sonra Q; T grafiği çizilerek , Q=0 için T=580 K bulunur.

42. Örnek 2: Bu örnekte, kütle denkliği hesaplamalarında faz dengesi bağıntılarının (buhar-sıvı) kullanılması amaçlanmıştır. Etilenin oksihidroklorinasyonu ile dikloroctan (EDC) üretiminde reaktörü terk eden ürün karışıma seyreltik hidroklorik asit karıştırılarak reaksiyon durdurulur. Bu işleme QUENCH (söndürme), işlemin yapıldığı ekipmana ise QUENCH KULESİ adı verilir. Quench kulesinden çıkan gaz akımı bir yoğuşturucuya gönderilerek burada yoğunlaşmayan gaz akımı reaktöre devir ettirilir. Reaktör Quench kulesi Yoğuşturucu (Ürün)

43. 4 bar basınç altında işletilen yoğuşturucuya giren gaz akımının özellikleri aşağıda verilmiştir. Yoğuşturucuyu terk eden akımların bileşimlerini hesaplayınız. 1 3 Gaz Girişi EDC 6350 kg/st Etilen 150 İnertler 6640 Su 1100 Sıcaklık 95oC Geri dönen gaz 2 35 oC Kondensat Kısmi Yoğuşturucu EDC akımı bazı organik safsızlıkları ve eser miktarda HCI içermektedir. İnertler esas olarak N2 , CO, O2’dir.

44. Bileşen 35oC’de Poi, bar Mol ağırlığı Akış hızı Kmol/st EDC 0.16 99 64 Etilen 70.7 28 5.4 * H2O 0.055 18 61 İnert gazlar 32 208 * ÇÖZÜM: Bir yoğuşturucuda çıkış akımının bileşimini hesaplamak için çıkış sıcaklığında gaz ve sıvı akımlarının dengede olduğu varsayılır. Saf sıvıların buhar basınçları Antonie eşitliğinden hesaplanarak Çizelge-1 ‘de verilmişir. Çizelge-2 ‘de yoğuşturucuyu terk eden akımdaki bileşenlerin akış hızları verilmiştir. Çizelge-2 Akış Hızları Çizelge-1 Buhar Basınçları

45. *Yoğunlaşmayan ve gaz fazda kalan bileşenlerin toplam akış hızı: 5.4+208=213.4 mol/st Yoğunlaşmayan bileşenler (etilen ve inertler) bağlantı bileşeni olarak alınır. Gaz fazın ideal olduğu ve yoğuşmuş olan EDC ve suyun birbirleri ile karışmadığı kabul edilir. (Yoğunlaşmayanların kısmi basıncı)=Toplam basınç - EDC’nin buhar basıncı + Suyun buhar basıncı = 4-0.16-0.055 = 3.79 bar EDC’nin buhar basıncı Buhar içindeki = (Yoğuşmayanların EDC’nin akış Yoğunlaşmayan kısmi basınç akış hızı ) hızı = (0.16/3.79)213.4=9 kmol/st

46. Bileşen Kmol/st % mol Kg/st EDC 9 4.0 891 Su 3.1 1.4 56 İnertler 208 92.3 6640 Etilen 5.4 2.3 150 Benzer şekilde buhar fazdaki suyun akış hızı =( 0.055/3.79)213.4=3.1 kmol/st Bu hesapalamaların sonucu olarak gaz akımının bileşimi aşağıdaki çizelgede verilmiştir.

47. Etilenin Çözünürlüğünün kontrol edilmesi: Etilenin kısmi basıncı=(toplam basınç).(mol kesri)=4(2.3/100)=0.092 bar EDC ve C2H4’ün ideal çözelti olduğu varsayılarak sıvı içinde çözünmüş olan etilenin mol kesri Raoult Yasasından hesaplanabilir. Böylece sıvıdaki etilen miktarı=(kmol EDC)XA =(64-9)1.3*10-3=0.07 kmol/s Sonuçta gaz fazda kmol etilen=5.4-0.07=5.33 kmol/st

48. Bu değer, hesaplanan değerden biraz farklıdır ve yoğuşmuş veya çözünmüş etilenin olmadığı başlangıç varsayımının geçerli olduğunu gösterir; özetle sıvı fazdaki etilen eser miktardadır. Kütle denkliği sonuçları.

49. Örnek 3. Bu örnekte, bileşen kütle dengesi hesaplamalarında sıvı-sıvı faz dengesinin kullanılması açıklanmıştır. Örnek.2’de tanımlanan kondenserden çıkan kondensat akımı, yoğuşmuş su ve dikoloretanı (EDC) Ayırmak için bir dekantöre beslenmektedir. Dekantör çıkış akımının bileşimini hesaplayınız. 2 1 Besleme EDC 5459 kg/st Su 1075 kg/st 3

50. EDC’nin su içindeki çözünürlüğü 0.86 kg/100 kg Suyun EDC içindeki çözünürlüğü 0.16 kg/100 kg Çözüm Dekantörü terk eden akımların dengede olduklarını varsayılım. 20oC’de bileşenlerin çözünürlükleri Su fazı içinde az miktarda çözünmüş HCI asittebulunur fakat EDC’nin seyreltik HCI çözeltisi içindeki çözünürlüğü bilinmediği için EDC’nin su içindeki çözünürlüğü kullanılacaktır. EDC ve Su içindeki çözünürlükleri küçük olduğundan, denklemleri kurarak ve çözerek bilinmeyen derişimleri hesaplamak yerine uygun bir yaklaşım yapmak kolaylık sağlar.