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

абсорбере. При уменьшении расхода абсорбента и неизменном составе уходящего из абсорбера газа У, рабочая линия приближается к кривой равновесия фаз, поворачиваясь вокруг точки А. При некотором расходе абсорбента рабочая линия займет положение ADB2 - касательной к линии равновесия в точке D. В этом случае заданное извлечение компонента может быть обеспечено только при бесконечно большом числе теоретических тарелок (N -> оо), а соответствующий расход абсорбента будет минимальным.

При повышении давления в абсорбере кривая равновесия фаз становится более пологой, что позволяет обеспечить заданное извлечение компонента при меньшем числе тарелок. С увеличением температуры равновесная кривая становится более крутой и приближается к рабочей линии, что связано с необходимостью увеличивать число тарелок в аппарате.

Варьируя в определенных пределах давление, температуру и удельный расход абсорбента, можно выбрать оптимальные размеры абсорбера.

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС АБСОРБЕРА

Поглощение компонентов газовой смеси при абсорбции сопровождается выделением тепла, величина которого пропорциональна массе и теплоте растворения поглощаемых компонентов, которая в первом приближении может быть принята равной теплоте конденсации соответствующего компонента. Если считать, что все выделившееся при абсорбции тепло пошло на увеличение температуры абсорбента, т.е. не учитывать некоторое повышение температуры газа и тепловые потери в окружающую среду, то такое допущение дает некоторый запас в расчетах. Общее количество тепла, выделяющееся при абсорбции, равно

Выделяющееся в процессе абсорбции тепло повышает температуру абсорбента, что приводит к ухудшению поглощения компонентов газовой смеси.

Если выделенное при абсорбции тепло не отводить, то температура абсорбента на выходе из аппарата без учета нагревания газа и теплопотерь в окружающую среду будет равна

где С - средняя теплоемкость абсорбента в интервале температур от до tl.,; L - средний расход абсорбента в абсорбере. Средняя температура в абсорбере

При абсорбции жирных газов, когда поглощается значительная масса газа, тепло, выделенное при абсорбции, окажется большим и приведет к недопустимому повышению температуры, что потребует увеличения расхо-

ЛГ+1

Рис. Vl-e. Схема абсорбера с промежуточным отводом тепла и изменение температуры по высоте аппарата

да абсорбента или числа тарелок в абсорбере. Чтобы избежать этого, в одном-двух сечениях аппарата проводят промежуточный отвод теп\а О, обеспечивая тем самым на выходе из абсорбера необходимую температуру fjv- При промежуточном отводе тепла (рис. VI-6) температура абсорбента на выходе из абсорбера будет равна

= о +

Оа-0 LC

Применение промежуточного охлаждения обеспечивает более равномерное распределение температур по высоте аппарата и более благоприятные условия протекания процесса абсорбции.

ГРАФИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЧИСЛА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ТАРЕЛОК В ДЕСОРБЕРЕ

Материальный баланс для верхней части десорбера, расположенной выше тарелки с номером j-\ (рис. VI-7), запишется в виде

Обозначив отношение Ga/Lj+i = д, которое называют удельным расходом отпаривающею агента, получим

(VI.13)

Рис. VI-7. Схема потоков в произвольном сечении верхней части десорбера

Уравнение (VI. 13) связывает неравновесные концентрации газа и жидкости в произвольном сечении десорбера и называется уравнением его рабочей линии. В системе координат X-Y ему соответствует прямая (см. прямую АВ на рис. VI-8), тангенс угла наклона которой к оси абсцисс равен уд.

При увеличении расхода десорбирующего агента рабочая линия (прямая АВ,) удаляется от равновесной кривой.

Из уравнения (VI. 13) при j = 1 получаем уравнение материального баланса десорбера:

9{Ym ~ 0 ) = - \ •

откуда удельный расход отпаривающего агента

Чем меньше остаточное содержание компонента в отпаренном абсорбенте X,, тем больше удельный расход отпаривающего агента. Аналогичным образом на расход отпаривающего агента влияет присутствие в нем извлекаемых компонентов (Уц 0).

Графический расчет числа теоретических тарелок в десорбере производится построением ступенчатой линии между равновесной кривой и рабочей линией (см. рис. VI-8). Точка В, находящаяся на рабочей линии, определяет состав газа на выходе из десорбера. Этот состав газа определяет концентрацию жидкости Хд, (абсцисса точки 1), стекающей с верхней тарелки десорбера. При пересечении с рабочей линией в точке 2 абсцисса Хд, дает состав газа Уд, ,, поднимающегося с нижележащей тарелки.

Проведя аналогичные построения, придем в точку А, лежащую на рабочей линии, координаты которой определяют составы десорбирующего агента Уц и покидающего десорбер тощего абсорбента X,. Число горизонтальных или вертикальных отрезков ступенчатой линии меяеду равновесной и рабочей линиями определяет число теоретических тарелок в десорбере, которое в данном случае равно 5. Чем меньше X,, тем лучше работа