Главная -> Словарь

Ректификации непрерывной

Выше было показано, что для образования орошения, стекающего по тарелкам концентрационной части колонны и обеспечивающего в результате контакта с парадш процесс ректификации, необходимо на верху колонны отнять тепло в количестве QD.

При решении задач синтеза и анализа технологических схем перегонки и ректификации необходимо располагать объективной оценкой эффективности работы разделительной установки. Для этого используют различные критерии, большинство которых основано на экономической оценке.

При определении оптимальных параметров процесса ректификации необходимо учитывать стоимость не только самой колонны, но и вспомогательного оборудования, так как доля его в общих затратах достаточно велика. Например, стоимость различного оборудования в общих капитальных затратах составляет ориентировочно : колонна — 40, кипятильник — 35, конденсатор — 20, емкость орошения — 5, остальное приходится на теплообменник для нагрева сырья и насосы.

Основой ректификации является контакт между восходящим потоком паров и стекающим вниз конденсатом — флегмой. Пары имеют более высокую температуру, чем флегма, поэтому при контакте происходит теплообмен. В результате этого низкокипящие компоненты из флегмы переходят в паровую фазу, а высококипящие — конденсируются, переходят в жидкость. Для успешного ведения процесса ректификации необходимо возможно более тесное соприкосновение между паровой и жидкой фазами. Это достигается при помощи особых контактирующих устройств, размещенных в колонне . От числа ступеней контакта и количества флегмы , стекающей навстречу парам, в основном и зависит четкость разделения компонентов смеси. Для образования флегмы в верхней части колонны помещен конденсатор.

Для строгого соблюдения режима и условий, обеспечивающих нормальный ход процесса ректификации, необходимо правильно эксплуатировать колонны. Ведущими факторами режима являются температура, давление, количество орошения и расход водяного пара или тепла в отгонной части колонны и в ее отпарных секциях. Для наблюдения за температурой, давлением, количеством жидкостей и водяного пара служат контрольно-измерительные приборы, автоматические анализаторы качества, размещенные в наиболее характерных точках ректификационной колонны. Показания этих приборов позволяют следить за ходом ректификации, качеством продуктов и своевременно устранять возможные отклонения от требуемого режима.

При ректификации взаимодействуют две фазы — жидкая и парогазовая, между которыми -осуществляется многократный противо-точный тесный контакт на специальных устройствах различной конструкции. Чтобы управлять процессом ректификации, необходимо прежде всего ознакомиться с основными законами, положенными в основу этого процесса.

Для поддержания процесса ректификации необходимо, чтобы температура в колонне убывала от тарелки к тарелке в направ-

Для понимания расчета процессов перегонки и ректификации необходимо ознакомиться с закономерностями равновесия систем пар—жидкость.

и тонкого вакуума при достаточно большой разделительной способности ректификационной колонны гидравлическое сопротивление АР может превышать давление в верхней части колонны. При этом рабочие температуры в нижней части колонны окажутся существенно выше температуры верхней части колонны, вследствие чего может значительно снизиться эффективность применения вакуума. Поэтому для проведения вакуумной ректификации необходимы колонны с малым удельным гидравлическим сопротивлением . Для снижения времени термического воздействия на разделяемые вещества необходимо использовать колонны с минимальным объемом удерживаемой в них жидкости. Этим требованиям более всего удовлетворяют колонны с регулярной вакуумной насадкой. Наиболее интенсивное термическое воздействие может происходить в кубе-испарителе ректификационной колонны. Здесь проявляется влияние обоих факторов — температуры и продолжительности нагревания. Следовательно, для вакуумной ректификации необходимо применять испарители, обладающие минимальным гидравлическим сопротивлением. Время пребывания в них обрабатываемых веществ также должно быть минимальным. Этим требованиям удовлетворяют пленочные испарители.

Для проведения процессов ректификации необходимо предварительное сжижение газовых смесей и, следовательно, сжижение газов может рассматриваться как основное техническое назначение глубокого охлаждения. Сжижение газов может быть осуществлено различными способами. Важнейшим показателем совершенства процессов сжижения газов служит затрата работы на Рис. 9-15. Идеальный процесс сжижение, а эталоном сравнения -сжижения газа на т—5-диа- минимальная работа сжижения.

Для обеспечения постоянного состава дистиллята процесс ректификации необходимо проводить при непрерывно изменяющемся флогмовом числе: минимальном в начгше процесса и максимальном в конце. Для концентраций xf и хр положение рабочей линии находится на основании соображений, изложенных ранее. При этом следует учитывать, что по мере отгонки летучего компонента концентрация его в кубе уменьшается до хш, проходя через ряд промежуточных значений, например xt, xztt т. д.

Способ представления состава нефтяных смесей влияет на фор-му записи исходной системы уравнений математического описания процесса и на особенности расчета процесса ректификации. При интегральном методе представления непрерывной смеси все расчетные уравнения сохраняют свой вид, как и для дискретных смесей, если в них заменить концентрации компонентов дифференциальными функциями распределения состава смеси. Например, уравнения материального баланса и фазового равновесия при ректификации непрерывной смеси в простой колонне принимают следующий вид:

68 Кондратьев А.А. Расчёт ректификации непрерывной смеси в колонне с несколькими вводами питания и отборами.- ТОХТ, 1972, т.6, с.477-479.

4. Кондратьев А.А. %счет ректификации 'непрерывной смеси в колонне с несколькими вводами питания и отборами // Теоретически; основы химической технологии: fQXI.- 1972.*. Т. б.-№ 3.-.С.477-47е.

14. Кондратьев А.А. Расчет ректификации непрерывной смеси в колонне с

180. Кондратьев А.А. Расчет ректификации непрерывной смеси в колонне с несколькими вводами питания и отборами // Теоретические основы химической технологии. - 1972. - т. 6. - № 3. - с. 477-479.

РАСЧЕТ ПРОСТОЙ КОЛОННЫ ДЛЯ РЕКТИФИКАЦИИ НЕПРЕРЫВНОЙ СМЕСИ

При использовании дифференциальной функции распределения состава расчетные уравнения для ректификации непрерывной смеси имеют такую же структуру, как и соответствующие уравнения для расчета ректификации многокомпонентной смеси . Например, уравнение материального баланса простой рек тификационной колонны по количеству i-ro компонента имеет следующий вид:

Различие между ними заключается в следующем. Уравнение , как указывалось выше, представляет собой уравнение материального баланса г'-го, т. е. одного из компонентов многокомпонентной смеси. Уравнение же связывает дифференциальные функции распределения составов всей исходной смеси, дистиллята и остатка. С учетом изложенного можно разработать алгоритм и программу расчета на ЭЦВМ ректификации непрерывной смеси, аналогичной методу расчета ректификации многокомпонентной смеси. Ниже описан такой метод, в котором учитывается тепловое взаимодействие потоков и используются дифференциальные функции распределения состава по температуре кипения компонентов.

Рис. 3.1. Принципиальная блок-схема программы расчета простой колонны для ректификации непрерывной смеси.

Сравнение итогов расчета ректификации непрерывной смеси по двум методам: разработанным применительно к непрерывным смесям и метод}?, в котором непрерывная смесь представляется

Расчет простой колонны для ректификации непрерывной смеси . . 62