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. IV-8. Схема потоков в секции питания колонны при подаче сырья в парожидкоством состоянии

Рис. IV-9. Диаграмма х-у при определении сопряженных составов в секции питания колонны

При неизменных потоках паров и жидкости в секции питания получим уравнение прямой. Если у = ур, то

9\Х Рур

Это выражение определяет абсциссу точки а (см. рис. IV-9) на рабочей линии концентрационной части колонны. Если X = хр, то

у-9} I РУр-Срур

Из общего материального баланса колонны по НКК Оуо = Fxp - Wx,

а из материального баланса ОИ сырья Gpyp = Fxp-gpxp.

Отсюда DyD-Gpyp = gpXp-Wx,.

Используя последнее, получим для отгонной части колонны

Это выражение определяет ординату точки b (см. рис. IV-9) на рабочей линии нижней части колонны.

Таким образом, положение прямой аЬ, определяющей составы паров yjvH жидкости х„ фиксируется точками пересечения рабочей линии

соответствующей части колонны с составами паров ур и жидкости хр, полученных при ОИ сырья. Точка с пересечения рабочих линий находится на линии сырья.

Приведенное на рис. IV-9 построение соответствующих линий и точек, определяющих составы потоков в секции питания, обеспечивает сопряжение концентрационной и отгонной частей колонны при расчете числа теоретических тарелок, необходимых для получения заданных составов продуктов уд и х,.

Прямая GHFE отвечает уравнению (IV.22) линии сырья при данной степени отгона е. Пересечение линий равновесия и сырья в точке Н дает составы Ур и Хр, полученные при вводе сырья в колонну в процессе ОИ. Эти составы определяют положение прямой аЬ, отвечающей уравнениям (IV.8) и (IV.15). Пересечение линии сырья с диагональю в точке F определяет исходную сырьевую точку.

Координаты точки d, находящейся на рабочей линии верхней части колонны, определяют составы потоков флегмы х, и паров у„.

Точка Л, находящаяся на пересечении абсциссы х, с прямой lab, определяет состав паров у,. При этом выполняется условие (IV.21).

Состав жидкости х„ определится как абсцисса точки е, находящейся на пересечении рабочей линии нижней части колонны и ординаты у,.

Таким образом, переход от концентрационной части колонны к отгонной осуществляется через точку Л, находящуюся на линии аЬ.

МИНИМАЛЬНЫЕ ПОТОКИ ОРОШЕНИЯ И ПАРОВ

В колонне заданный состав ректификата ус может быть получен при изменении потока флегмы от некоторой минимальной величины g„i„ до бесконечно большой.

Как было показано ранее, максимальный поток флегмы отвечает условию д = G (режим полного орошения).

С другой стороны, для протекания процесса ректификации необходимо, чтобы состав паров у„, поступающих в концентрационную часть колонны, удовлетворял условию (IV.21). При уменьшении потока флегмы рабочая линия DB верхней части колонны будет перемещаться вверх, поворачиваясь вокруг точки D (см. рис. IV-9). При этом составы паров уд,, у„ и

ур будут выравниваться и в пределе, не нарушая условия (IV.21), станут равными Ур. Рабочая линия займет предельное положение DHBi, определяемое точкой Н(Хр, ур), находящейся на линии равновесия. Это положение рабочей линии будет отвечать режиму работы колонны с минимальным потоком флегмы, при котором еще обеспечивается получение ректификата заданного состава ур.

Если рабочая линия окажется расположенной выше рабочей линии DHBi, то условие (IV.21) будет нарушено и получение состава ректификата Уд из сырья состава Хр станет невозможным.

Таким образом, минимальный поток орошения (флегмы) может быть

определен из уравнения (IV.5) при х = х и у = ур, т.е.

= (IV.23)

Jmin Yf - Хр

С увеличением потока флегмы точка В рабочей линии будет перемещаться вниз и при д °° займет положение диагонали OA.

При любом потоке флегмы от (д/Г>)тш АО {g/D) оо концентрация х, будет больше, чем Хр [см. уравнение (IV.20)] и процесс ректификации будет обеспечен с заданной четкостью уд.

Для нижней части колонны заданный состав остатка х может быть получен при изменении потока паров, поднимающихся из отгонной части колонны, от некоторого минимального значения Пш до бесконечно большой величины.

Для протекания процесса ректификации в нижней части колонны необходимо, чтобы составы жидкостных потоков удовлетворяли условию (IV.20). Соответствующие характерные точки приведены на рис. IV-9.

При уменьшении в отгонной части колонны потока паров рабочая линия WC будет перемещаться влево, поворачиваясь вокруг точки W. При этом х„ - концентрация НКК в жидкости, стекающей в отгонную секцию, будет уменьшаться и приближаться к своему предельному значению х>.

Масса потока паров (G/W) будет стремиться к своему предельному минимальному значению (G/VV)in. При этом рабочая линия займет свое предельное положение WHC,, при котором еще возможно получить остаток заданного состава х,. Если масса паров станет меньше минимальной,