Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 [ 28 ] 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

Рис. III-2. Процесс ОИ (ОК) бинарной смесн на изобарных температурных кривых и энтальпийной диаграмме

А, Я

Уравнение (III.4) соответствует прямой wd. Сопоставив это уравнение с отрезками прямых на рис. III-2, получим соотношение:

Т.е. отрезок WC (или wc] пропорционален массе отгона G. Соответственно отрезок CD (или cd) пропорционален массе жидкого остатка. Длина коноды WD (или wd) пропорциональна массе исходной жидкой смеси F.

При нагреве смеси до температуры (2 она полностью перейдет в парообразное состояние (е = 1). Состав образовавшегося пара у2 соответствует точке D2 (или di), при этом у2 = Хр. Состав и энтальпия последней порции жидкости определяются точками VVj и w.

Величина Xj показывает, что четкого разделения компонентов путем ОИ достичь не удается, так как в конце испарения в жидкости еще содержится значительное количество НКК; есть температура конца однократного испарения.

При температуре системы (3 > (точки F, и /,), более высокой, чем температура конца однократного испарения, система будет состоять из перегретых паров состава х.

При понижении температуры системы от tj до tp будет происходить охлаждение паров, а начиная с точки Dj (или dj) - их конденсация.

Степень конденсации г паровой фазы при температуре t определится следующим образом:

j g £ F-G CD cd

F F WD wd

При понижении температуры паров длина отрезка CD (или cd) увеличивается, что соответствует повышению степени конденсации.

Многокомпонентные смеси. При разделении многокомпонентных и сложных смесей, характерных для нефтегазопереработки и нефтехимии, любой компонент путем однократного испарения будет распределяться в определенном соотношении между отгоном и остатком.

Материальный баланс процесса однократного испарения для любого (i-ro) компонента многокомпонентной смеси запишется в виде

х;=еу, +(1-е)х;. (111.5)

Образовавшаяся паровая фаза состава у, будет находиться в равновесии с жидким остатком состава х/, т. е.

у/ = К, х; .

С учетом этого, уравнение (III.5) можно представить в виде

Кр=е%х; +(1-е)х;.

Следовательно, покомпонентный состав жидкого остатка будет определяться выражением

X/ =--. (III.6)

Поскольку то из уравнения (III.6) получим

=1. (III.7)

i>l

Уравнение (III.7) связывает долю отгона е, температуру и давление системы. В этом уравнении температура системы присутствует в косвенном виде, оказывая влияние через посредство давления насыщенных паров (констант фазового равновесия) компонентов, являющегося функцией температуры.

При заданных составе исходной смеси х,, давлении л и температуре t уравнение (III.7) используется для определения методом последовательных приближений доли отгона е. С этой целью задают значение доли отгона е, определяют по уравнению (III.6) концентрации компонентов в жидкой фазе и затем проверяют выполнение уравнения (III.7). Если полученная сумма равна единице, то значение доли отгона е выбрано правильно. В противном случае необходимо задать новую величину е, добиваясь, чтобы сумма, стоящая в левой части уравнения (III.7), стала равной единице с желаемой степенью точности.

При полном ОИ исходной смеси е = 1, тогда из уравнения (III.7) получим

У = 1, (III.8)

т.е. приходим, к уравнению изотермы паровой фазы.

Из уравнения (III.8) можно определить температуру начала конденсации паров при заданном давлении 7t.

Уравнение (III.7) дает большую точность при больших долях отгона. При малых долях отгона используют другое уравнение.

Выразив х/ через у/ согласно уравнению равновесия, и подставив полученное в уравнение (III.5), получим

х;., =еА:,у; +(l-e) кг

1 i.F

у; =-7-

Поскольку

у f =1. (III.9)

l + e[/C,. -Ij

Это уравнение и используется для расчетов при малых долях отгона е. Из уравнения (III.9) методом последовательных приближений можно найти температуру кипения смеси при е = 0:

Это и есть уравнение изотермы жидкой фазы.

Мольные массы паровой и жидкой фаз, образующихся в процессе ОИ, определяют по уравнениям: для паровой фазы

My=fM,y;-

ДЛЯ жидкой фазы

=1;м,х;.

Массовую долю отгона находят по уравнению (III.3). Массовые концентрации любого компонента в равновесной паровой и жидкой фазах определяют из соотношений