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

Y=l-exp где

1 + 54.4X x-i J1-I-117,2X VX ,

(IV.79)

Y - P min .

Пределами переменных X и У являются ноль и единица. График зависимости, соответствующей уравнению (IV.79), приведен на рис. IV-34.

Уравнение (IV.79) может быть использовано для определения оптимального флегмового числа и соответствующего ему оптимального числа теоретических тарелок. Если, например, в качестве критерия оптимальности использовать выражение n(/?-(-1), пропорциональное объему колонны, или (n + i)(/? + i), пропорциональное сумме капитальных и эксплуатационных затрат, то на базе уравнения (IV.79) можно получить, что

» 0,26 и Yo„«0,41. Отсюда получим следующие выражения для расчета оптимальных величин флегмового числа и числа теоретических тарелок:

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

Рис. IV-34. График зависимости числа теоретических тарелок от флегмового числа по уравнению (IV. 79): а - основной график; б - левая часть основного графика в крупном масштабе, обеспечивающая более точные расчеты

No„. = l,70N„ + 0.70 .

Для определения места ввода питания в колонну используется приближенное соотношение:

J4s. = i4s--iiniiLJs. = JWjs , (IV.80)

где N, No - число теоретических тарелок соответственно в концентрационной и отгонной частях колонны; N , Ni„ „ - то же, для режима Л -> оо.

Чтобы определить величины Ni„ и N, используют уравнения (IV.67) и (IV.68) в пределах изменения концентраций от (хд,) до (хр) для отгонной части колонны и от (х) до (у,о) для концентрационной части, а также от (х,) до (у,о) для всей колонны.

Обычно для ввода сырья предусматривают до 5 точек вблизи сечения, определяемого уравнением (IV.80).

АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЧИСЛА ТАРЕЛОК В КОЛОННЕ ПРИ РЕКТИФИКАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ

При допущении о постоянстве относительных летучестей и флегмовых чисел по высоте соответствующей части колонны можно для расчета ректификации многокомпонентной смеси получить уравнения, аналогичные уравнениям для бинарных смесей, воспользовавшись преобразованиями исходных уравнений рабочей линии и равновесия, введенными Андервудом.

Запишем уравнение рабочей линии для любого компонента смеси (в дальнейшем с целью упрощения записи уравнений индекс номера компонента будет опущен) в сечении между п-й и (п4- 1)-й тарелками:

Умножим левую и правую части уравнения рабочей линии на аДа - э)

(где 9 - пока неизвестный параметр, подлежащий определению) и просуммируем обе части уравнения по всем компонентам:

Выберем параметр 9 таким образом, чтобы последнее слагаемое обратилось в единицу, т. е.

y.f5i= i . (IV.82)

а-в 1-Ф

Уравнение (IV. 82) будет иметь следующий вид для соответствующих частей колонны:

для концентрационной y=R+l; (iv.83)

для отгонной

= п. (iv.84)

с учетом уравнения (iv.82) уравнение (iv.81) примет вид

УЧ=фУ!!±1+1. (iv.85)

а-в а-в

Перенеся единицу в левую часть уравнения (iv.81) и приняв во внимание, что ] у„ = 1, получим

Параметр 9 определяется из уравнений (iv.82) или (iv.83) и (iv.84) для соответствующей части колонны. Каждое из этих уравнений имеет столько корней 9, сколько компонентов в разделяемой смеси. Для любых двух корней 9, например 9, и 9, уравнение (iv.86) можно записать следующим образом:

-е, а-е/

(iv.87)

Разделим правые и левые части приведенных уравнений одну на дру-

. (iv.88)

Чтобы исключить суммы, стоящие в правой части уравнения (iv.88), выполним соответствующие преобразования уравнения равновесия:

Умножим обе части уравнения равновесия на 1Да-в) и произведем суммирование по всем компонентам смеси:

yj:u-= l y.2iiL. (iv.89)