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

Долю отгона е сложной смеси находят методом последовательных приближений по уравнению (III. 18).

При е = О получим уравнение изотермы жидкой фазы для сложной смеси

J К[а)хр (a)da = 1.

Из этого выражения методом последовательных приближений можно определить температуру начала кипения сложной смеси.

При расчете однократного испарения (конденсации) многокомпонентных и сложных смесей углеводородов в присутствии водяного пара используются приведенные выше уравнения при условии замены величины общего давления л на парциальное давление углеводородов п - р.

МНОГОКРАТНОЕ ИСПАРЕНИЕ И КОНДЕНСАЦИЯ

Процессы многократного испарения или конденсации состоят из повторяющихся в несколько ступеней процессов однократного испарения или конденсации с отводом паров и жидкости после каждой ступени (см. рис. ИМ). При этом могут быть получены несколько продуктов, в различной степени обогащенных НКК.

Процесс многократного испарения (конденсации) бинарной смеси можно наглядно проанализировать при помощи графика изобарных температурных кривых и энтальпийной диаграммы.

Пусть многократному испарению (рис. III-4) подвергается жидкость с

содержанием НКК х, находящаяся первоначально при температуре tp (точка F).

Если первое ОИ произвести при температуре f,, то будут получены составы жидкой и паровой фаз х, и у,. При этом доля отгона на первой ступени составит

у, -x W, D, w.d, а относительное количество неиспарившейся жидкости

г, =1-е, -У1 -f- А

у, -X, W, D, wd

Если масса исходной жидкости составляла F, то после первой ступени ОИ масса жидкого остатка будет равна

у,-X, W, D, w.d,

Жидкий остаток после первой ступени ОИ подвергают однократному испарению во второй ступени при температуре tj. Образовавшаяся паровая и жидкая фазы будут иметь составы Xj и у2.

А, я

Рис. 1П-4. Графическое представление процесса многократного испарения бинарной смеси

3 2 Xj У, У х,у 1

Доля отгона на второй ступени ОИ будет равна

У2-Х2 WjDj W2d2

а доля неиспарившейся жидкости

У2-Х2 W2D2 »*2<*2

Масса жидкого остатка, полученная на второй ступени ОИ равна

- = gi-

g, = g,r2.g,2i = g, = g,-£

У2-Х2 W2d2

= д,Г2 =Ft,T2 =F(l-e,)(l-e2).

После третьей ступени испарения при температуре (3 доля отгона равна

У3-Х3 W,! W3d,

доля неиспарившегося остатка

Уз - хз W3D3 W3d3

а масса оставшейся жидкости дз = 92h = = - е, )(l - efl - 63).

Продолжая аналогичные рассуждения, получим, что после проведения к ступеней однократного испарения масса жидкости составит

Поскольку = 1 - j < 1, то увеличение числа ступеней ОИ приводт-

к уменьшению массы остатка в каждой последующей ступени.

В рассматриваемом примере температура третьей ступени испарения (3 (рис. III-4) равна температуре полного однократного испарения жидкости с той же начальной концентрацией НКК, равной Хр. В условиях трехкратного испарения такая жидкость не переходит полностью в паровую фазу и вес оставшейся жидкости равен д. Следовательно, при нагреве до одной и той же температуры в условиях однократного испарения обеспечивается большая доля отгона, чем при многократном испарении.

Очевидно, что для достижения одинаковой доли отгона в условиях однократного испарения требуется более низкая температура, чем при многократном испарении; при этом остающаяся после однократного испарения жидкая фаза будет содержать больше НКК, чем жидкий остаток той же массы, полученный при многократном испарении. Таким образом, при многократном испарении обеспечивается лучшее разделение компонентов, чем при однократном испарении. Процесс многократного испарения может осуществляться при температурах выше температуры полного однократного испарения (3 и продолжен вплоть до температуры кипения чистого ВКК, равной tw Однако выход достаточно чистого ВКК будет весьма мал.

Как видно из рис. III-4, течение процесса многократного испарения характеризуется линией WQW C2W2C2W2. Увеличение числа ступеней испарения графически характеризуется уменьшением площадок WCW , W, C2W2, W2C3W3.

При бесконечно большом числе ступеней испарения эти площадки превратятся в точки и течение процесса испарения изобразится перемещением из точки W в точку W3 по кривой кипения. Такой процесс является процессом постеленного испарения.

На энтальпийной диаграмме (рис. III-4) процесс трехкратного испарения изобразится ступенчатой линией wc, WiCjWjCsWa-PaccMOTpnM процесс многократной конденсации (рис. III-5). При охлаждении паров с начальной концентрацией НКК ур от температуры tp (точка F) до температуры произойдет их частичная конденсация. Масса парового остатка будет равна

G, = Fe, = FL=.F = F