Главная -> Словарь

Массообменных процессов

С помощью однорядных трубчато-решетчатых тарелок можно обеспечить съем тепла 525—546 тыс. кДж/ч . Это не всегда обеспечивает возможность достижения абсолютного оптимума. Поэтому был произведен поиск оптимума с ограничением теплосъема с одной теоретической тарелки. В этом случае поиск оптимального режима можно осуществить с помощью описанного выше алгоритма. Для этого в критерий оптимизации необходимо ввести функцию штрафа, которая в случае превышения заданного уровня теплосъема будет резко повышать значение целевой функции. Анализ показал, что при выполнении этого условия функция цели увеличивается незначительно, а качество оптимума практически не ухудшается. При этом ярко выраженные максимумы локального теплосъема не только перераспределяются на несколько тарелок , но и вообще могут изменять свое местоположение . Это обстоятельство необходимо учитывать при оптимизации режима работы массообменных аппаратов.

Процесс однократной конденсации может протекать при известных температуре и давлении входного потока или при температуре, отличной от температуры входного потока за счет подвода — отвода тепла . Может быть второй случай , когда температура входных потоков неизвестна, но известна их энтальпия. Два последних случая объединяет одно общее условие:

Эффективность работы абсорбционных и ректификационных колонн зависит от конструктивных особенностей и геометрических размеров тарелок, технологических условий^проведения процесса и физических свойств взаимодействующих^фаз. На эффективность работы оказывает также влияние количество и характер механических примесей, циркулирующих в системе . Поэтому сравнительная оценка эффективности массообменных аппаратов с различными контактными ^устройствами является сложной практической задачей— обобщающие^'рекомендации^по этому вопросу пока отсутствуют.

На ситчатых тарелках механические примеси и продукты окисления не удерживаются — они скапливаются в нижней части абсорбера и извлекаются оттуда во время профилактического ремонта. Ситчатые тарелки конструкции ВНИИгаз обеспечивают нормальную работу массообменных аппаратов при трех—четырехкратном изменении нагрузок. Такой интервал соответствует требованиям ГПЗ тем более, что при трех-----четырехкратном снижении производительности поддерживать заданный технологический режим становится затруднительным независимо от типа

К процессам массообмена относятся абсорбция, ректификация, кристаллизация, адсорбция, экстракция и др. Их особенностью является осуществление физико-химических процессов в нескольких сосуществующих фазах. При этом уравнения балансов должны быть записаны отдельно для каждой из фаз. Проиллюстрируем математические описания для некоторых типов массообменных аппаратов и для установившегося процесса. Укажем, что скорость массообмена определяется скоростью переноса компонента из одной фазы в другую. Условия термодинамического равновесия приводят к равенству химических потенциалов компонента в сосуществующих фазах. Внутри фазы перенос вещества осуще-

Контактные устройства массообменных аппаратов должны обладать: высокими производительностью по пару и жидкости и эффективностью разделения; низким гидравлическим сопротивлением; широким диапазоном устойчивой работы; высокой надежностью и долговечностью, в том числе в условиях загрязненных сред, сред с повышенной вспениваемостью и т. д.

3.3.1. Расчет и проектирование колонных массообменных аппаратов

Блок-схема расчета и проектирования колонных массообменных аппаратов приводится на рис. 3.10.

Важным этапом расчета массообменных аппаратов является определение коэффициента полезного действия контактного устройства, так как от к. п. д. зависит число реальных ступеней контакта, а следовательно, и уровень капитальных и эксплуатационных затрат. К. п. д. зависит от многих параметров — гидродинамических, конструктивных, физико-химических. Наиболее достоверными можно считать экспериментальные данные, полученные в сопоставимых условиях на опытно-промышленных установках, а также данные обследования промышленных аппаратов и созданные на их основе корреляции..

Таким образом, определение области устойчивой и эффективной работы контактного устройства является основным этапом в гидравлическом расчете массообменных аппаратов. Вместе с тем из-за большого многообразия влияющих параметров невозможно ее теоретически рассчитать, поэтому во всех существующих инженерных методиках расчета используются эмпирические зависимости для построения области устойчивой и эффективной работы, полученные при исследовании контактных устройств на экспериментальных стендах и модельных системах.

колонных массообменных аппаратов

§ 6. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Для расчета массообменных процессов необходимо также располагать равновесной кривой. Обе кривые наносят на общий график

Тогда расчет массообменных процессов ведут по числу единиц переноса либо но числу теоретических тарелок.

§ 3. Осцовные законы массообменных процессов......... 174

Рис. 5.9. Классификация контактных устройств массообменных процессов

Из массообменных процессов фракционирования многоком — понентных смесей в производствах смазочных масел наибольшее распространение получили экстракционные процессы, основанные на использовании различной растворимости углеводородов в растворителях. В этих процессах фракционирование масляного сырья осуществляется не по температурным пределам кипения, а по химическому углеводородному составу. Одни групповые химические компоненты сырья хорошо растворяются в выбранном для данного экстракционного процесса растворителе, а другие, наоборот, плохо или совсем не растворяются.

мерностям массообменных процессов и осуществляются в типовых аппаратах, называемых экстракторами.

Поскольку механизм диффузионных, тепловых и массообменных процессов, протекающих на тарелке при ректификации многокомпонентных смесей, весьма сложен, общепризнанным является определение числа практических тарелок по расчетному числу теоретических тарелок. При этом учитывается к. п. д. тарелок, обусловленный их конструктивными особенностями, факторами гидродинамического, массообменного и теплового характера и др. Число практических тарелок рекомендуется определять из соотношения:

менение в нефтепереработке и нефтехимии. М.: Химия, 1974. 84. Block H. S., Наеп-sel V. Пат. 2900425 , 1959. 85. Goble A. G. Пат. 953187 , 1965. 86.Бурсиан Н. Р., СтавроваГ.В. А. с. 189804 , 1965; БИ, 1967, № 1. 87.Бур-сиан Н. Р., Борушко-Горняк Ю. Н,, Боруцкий П. Н. и др. - В кн.: Интенсификация каталитических и массообменных процессов в нефтехимии. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1980, с. 26-33. 88. Basset J. - These Doct. Sci. Phys. Lion: Fac. Sci. Univ., 1969. 89. Александров А. С, Бурсиан Н. Р., Гурфейн Н. С. и др. - В кн.: Моделирование химических процессов и реакторов. Т. 1. Новосибирск: ИК СО АН СССР, 1971, с. 240-247. 90. Измайлова Л. И., Котов Е. И., Боруцкий П. Н. и др. - Кинетика и катализ, 1978, т. 22, вып. 2, с. 390-394.

Рис. П-4. Линии равновесия и рабочая , используемые при графическом расчете массообменных процессов.

В связи с универсальностью методов моделирования и оптимизации массообменных процессов в дисперсных средах часть теоретических и экспериментальных результатов, разработанных применительно к обезвоживанию и обессоливанию нефтей, может быть использована и при исследовании других технологических процессов.