Главная -> Словарь

Извлечения компонентов

Величина ф, равная отношению количества извлеченного из газа компонента, к количеству этого компонента, содержащегося в сыром исходном газе, называется коэффициентом извлечения компонента, или эффективностью абсорбции.

где ? — коэффициент извлечения компонента из газа с учетом наличия в регенерированном абсорбенте остаточных компонентов; А — фактор абсорбции; п — число теоретических тарелок в абсорбере; Gn+\, Уп+i — количество молей извлекаемого компонента в сыром газе; Luxtt — количество молей извлекаемого компонента в регенерированном абсорбенте.

Общий коэффициент извлечения компонента из газа в целом по схеме определяют по уравнению

из уравнения выражение для определения общего коэффициента извлечения компонента из газа в целом по схеме

Кантело указал , что полного извлечения компонента из газа можно достичь лишь при таких количествах растворителя, когда давление паров компонента в растворе будет равно его парциальному давлению в газе. Если это условие выполнено для основных компонентов, бензин может быть удален полностью.

Отметим, что процессы массообмена, описываемые линейным уравнением равновесия, на практике встречаются редко, поэтому приведенные решения характеризуют частный случай. При произвольной линии равновесия часто пользуются графическим решением. Проиллюстрируем его для определения минимального расхода абсорбата, когда заданы составы поступающих в абсорбер газа CG = CGo и жидкости CL = CLO, а также необходимая степень извлечения компонента а = /CGo. Обратим внимание на то, что система может быть проинтегрирована относительно GC, так как d = —d. Если массовые потоки G велики и их можно считать постоянными, то, учитывая условие для а, имеем:

Из этого уравнения следует, что ф0 0.

В дальнейшем для характеристики процесса абсорбции введем понятия о коэффициенте извлечения компонента ф и эффективности извлечения компонента е.

Проводя аналогичные построения, придем к точке А, которая находится на рабочей линии и координаты которой определяются составами уходящего из абсорбера газа У, и поступающего в аппарат абсорбента Х0. Очевидно, что число горизонтальных или вертикальных отрезков между рабочей и равновесной линиями соответствует числу теоретических тарелок N, необходимых для заданного извлечения компонента. В рассмотренном примере N — 5.

Сокращение движущей силы абсорбции при межтарельчатом уносе жидкости потоком газа уменьшает полноту извлечения компонента из газа, или при сохранении неизменной степени извлечения этого компонента требуется увеличение удельного расхода абсорбента или увеличение числа тарелок.

Величина ф, равная отношению количества извлеченного из газа компонента, к количеству этого компонента, содержащегося в сыром исходном газе, называется коэффициентом извлечения компонента, или эффективностью абсорбции.

Расчеты проводили для давлений от 1,0 до 3,5 МПа и для температур от 0 до —50 °С. Для этих условий определяли степень извлечения компонентов газа Q—C5+Bblcurae от потенциала в процессе однократной конденсации. Результаты расчетных исследований приведены на рис. III.27. Как видно из рисунка, при условии примерно одинаковой степени извлечения пропана как целевого компонента извлечение легких углеводородов при Р = 1,0 МПа и t = —40 °С примерно в 1,5 раза меньше, чем при 3,5 МПа и t = — —10 °С. Это подтверждает положение о том, что с повышением

Из уравнения следует, в частности, что^коэффициент извлечения компонентов возрастает с увеличением абсорбционного фактора и числа теоретических тарелок. Это уравнение вошло в химическую технологию под названием уравнения Крейсера— Брауна, так как первоначально эта зависимость без второго члена правой части уравнения была получена Саудерсом и Брауном. Крейсер ввел в уравнение Саудерса и Брауна поправку, учитывающую снижение эффективности процесса при наличии в регенерированном абсорбенте извлекаемых из газа компонентов . Уравнение Крейсера—Брауна является частным случаем уравнения , полученного Хартоном и Франклином.

третью неизвестную величину. По этим зависимостям можно оценить влияние давления, температуры, удельного расхода абсорбента, числа теоретических тарелок и качества абсорбента на степень извлечения компонентов из газа.

Известно, что константа фазового равновесия любого компонента увеличивается с ростом температуры и уменьшается с повышением давления. Поэтому абсорбционный фактор уменьшается в этих условиях, а, следовательно, увеличение температуры и снижение давления процесса приводят к снижению коэффициента извлечения компонентов из газовой смеси. С повышением температуры на 0, 5 °С абсорбционный фактор уменьшается, примерно, на 2%. Анализ уравнений — показывает, что увеличение удельного расхода абсорбента , и следует, что эффективность процесса абсорбции зависит также от плотности и молекулярной массы абсорбента — при постоянном соотношении их коэффициент извлечения компонентов остается постоянным независимо от изменения абсолютных значений плотности и молекулярной массы абсорбента. Использование абсорбента с более низкой молекулярной массой приводит к повышению извлечения компонентов, а также способствует повышению эффективности абсорбционного метода разделения газов.

Степень извлечения различных компонентов при абсорбции многокомпонентных смесей неодинакова: абсорбционные факторы и коэффициенты извлечения компонентов обратно пропорциональны константам фазового их равновесия. При Lp/Gj = idem и п = idem связь между абсорбционными факторами и константами фазового равновесия извлекаемых компонентов устанавливается с помощью следующего соотношения

Необходимо иметь в виду, что повышение степени извлечения компонентов в абсорбере за счет увеличения удельного расхода абсорбента, повышения давления или снижения температуры связано с дополнительными эксплуатационными затратами. Влияние этих параметров на результирующую эффективность процесса различно. Поэтому решение о выборе технологического режима может быть принято, как правило, только на основе оптимизационных расчетов, выполненных в целом по контуру «абсорбер — десорбер».

где Е1 Е2, Е3 — коэффициенты извлечения компонентов соответственно в узле предварительного отбензинивания сырого газа, в абсорбере и в узле предварительного насыщения регенерированного абсорбента сухим газом.

Тогда, имея соотношения для определения коэффициентов извлечения компонентов на каждой ступени разделения .газа и используя допущение о постоянстве соотношения пото-

степени извлечения компонентов из газа и снижении константы фазового их равновесия влияние Хп возрастает.

Дополнительная сложность расчета процессов абсорбции по кинетическому методу — необходимость определения коэффициентов массопередачи. Именно поэтому они не получили пока распространения в расчетной практике. Только в последние годы с внедрением быстродействующих ЭВМ работы в этом направлении расширились с тем, чтобы исключить необходимость перехода от теоретических тарелок к реальным и сразу получать число необходимых реальных тарелок. Цель расчета процесса абсорбции — определение удельного расхода абсорбента, степени извлечения компонентов и числа действительных тарелок. Для более точного расчета размеров аппарата желательно знать величину жидкостных и паровых потоков по высоте абсорбера.