ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аналитические и графические методы расчета процесса ректификации многокомпонентных и непрерывных смесей в простых колоннах из "Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и основы конструирования. Изд.3" В настоящее время ректификация многокомпонентных углеводородных смесей в простых колоннах является одним из самых распространенных процессов в нефтегазопереработке сюда относится выделение легких углеводородов из смеси широких фракций (деметанизация, деэтанизация, стабилизация бензинов и газоконденсатов), получение технического пропана и бутайа из широких фракций, разделение смеси бутанов, пентанов, гексанов, ксилолов и т. д. [c.81] К процессам ректификации непрерывных смесей в простых колоннах в практике нефтепеработки относятся предварительное отбензинивание нефти на установках АВТ, вторичная перегонка бензиновых фракций, разделение продуктов реакции (катализа-тов, изомеризатов, риформатов и т. д.), получение узких масляных фракций и пр. [c.81] Из аналитических методов расчета процесса ректифкации многокомпонентных смесей наиболее удобными для выполнения проектных расчетов являются методы характеристической температуры [17, 18], температурной границы деления смеси [15, 16] и ключевых компонентов [19]. Ниже рассматривается содержание указанных методов расчета с соответствующими изменениями и дополнениями, внесенными при дальнейшем их развитии и доработке. Вследствие недостатка места вывод основных уравнений в книге не приводится более подробное изложение новых методов расчета будет сделано в периодической литературе. [c.81] Отметим, что рассматриваемые аналитические методы расчета имеют погрешность второго порядка относительно малого параметра по сранению с потарелочными методами расчета [21]. [c.82] Метод ключевых компонентов предназначен в основном для ручных расчетов. Для получения надежных результатов расчета по методам характеристической температуры и температурной границы деления смеси (несмотря на возможность практической их реализации вручную) необходимо применять ЭВМ, так как в основе этих методов лежат итерационные вычисления. [c.82] Особенности расчета непрерывных смесей (типа нефти и ее фракций). Расчеты ректификации непрерывной. смеси обычно выполняются путем ее дискретизации, т. е. представления непрерывной смеси в виде псевдомногокомпонентной, состоящей из условных компонентов — фракций, выкипающих в узких интервалах температур свойства этих узких фракций приравниваются к свойствам индвидуальных компонентов. [c.82] Для непрерывных смесей типа нефти и ее фракций за условные компоненты принимают такие углеводороды, физические свойства которых совпадают со свойствами узких нефтяных фракций. Идентификация условных компонентов производится по средней температуре кипения и плотности узких фракций. При целевом выделении из непрерывной смеси фракций, обогащенных определенными углеводородами, разбивку на условные компоненты следует проводить с учетом химического состава смеси. [c.82] Необходимо отметить, что применение методов дискретизации непрерывных смесей приводит в итоге к заниженным значениям расхода орошения и необходимого числа тарелок но сравнению с результатами интегральных методов расчета. Однако указанное различие становится несущественным и практически не имеет значения при правильной разбивке непрерывной смеси на условные компоненты в соответствии с высказанными ниже замечаниями. Так, рекомендуется производить нера,вномерную разбивку смеси на условные компоненты в зависимости от заданной четкости разделения. Фракции, примыкающие к границе деления смеси, следует принимать в таких температурных пределах, чтобы их содержание в сырье не превышало доли нежелательных компонентов в продуктах разделения. [c.82] Очевидно, температура конца кипения дистиллята не может быть выше температуры выкипания самого тяжёлого распределяемого компонента, так же как температура начала кипения остатка не может быть ниже температуры выкипания самого легкого распределяемого компонента, т.е. точки А и В должны соответствовать температуре г оол и точки С ж Б — температуре от (см. рис. П-28). [c.83] Расчет методом характеристической температуры. В методе характеристической температуры уравнения потарелочного материального баланса и фазового равновесия решаются цри одной (характеристической или эффективной) температуре благодаря этому получаются сравнительно простые уравнения для соотношения покомпонентных потоков в дистилляте я остатке в режиме заданного 11) , минимального 1() , и бесконечного д оо орошений, а также уравнения, определяюш,ие константу равновесия компонента при заданном его распределении между дистиллятом и остатком. [c.84] Указанные уравнения приведены в табл. 11,15. [c.84] Мольный отбор дистиллята е целесообразно принимать равным потенциальному содержанию извлекаемых компонентов или фракций в сырье, что также обеспечит условия разделения, близкие к оптимальным (см. гл. IV). [c.84] При назначении заданного разделения одного компонента следует иметь в виду, что в условиях фиксированного выхода дистиллята 8 значение % можно произвольно изменять лишь в ограниченных пределах, зависящих главным образом от состава сырья. [c.84] Порядок расчета приведен ниже. [c.85] При вычислении факторов абсорбции и отпарки А ос и 5о/ константы равновесия компонентов к о и к рассчитываются при температурах и tw соответственно в свою очередь последние определяются на основе составов продуктов цри четком делении смеси. [c.85] Здесь индексы i = 1,. .., и—1 относятся к легколетучим компо нентам смеси, полностью переходящим в дистиллят, для которых 1 и 5,- 1 индексы i = п, I, h, т относятся к распределяемым компонентам, для которых 1 и 5 11. [c.88] Далее определяютсй температуры верха и низа колонны на основе найденных составов и при помощи описанных в пп. 3 и 4 методов расчета температур фазовых превращений. [c.89] Расчеты теплового баланса процесса и внутренних материальных потоков в колонне производятся аналогично соответствующим расчетам ректификации бинарных смесей. [c.89] В заключение отметим, что при малой величине коэффициента избытка флегмы (Р - 1) итерационный поиск флегмового числа затрудняется, так как небольшому изменению б о но уравнению (11.66) будет соответствовать довольно широкий диапазон изменения флегмового числа, в то же время при оптимальном коэффициенте избытка флегмы значительному изменению б о соответствует относительно небольшое изменение флегмового числа В, благодаря чему итерационный поиск В в этом случае не представляет особых трудностей. [c.89] При выполнении расчетов ректификации в укрепляющей и отгонной колоннах в качестве исходных данных принимается выход дистиллята е и заданное разделение одного компонента В результате расчетов определяются потребное для заданного разделения число теоретических тарелок и полные составы продуктов. [c.89] Вернуться к основной статье