ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет ректификации в режиме полного орошения (R-aо) из "Процессы и аппараты химической технологии Часть 2" Если многокомпонентную смесь необходимо разделить на составляющие ее компоненты к, то число N колонн, как отмечалось в разд. 17.3.1, должно быть N = /с — 1. При этом расчет каждой колонны, которую в этом случае называют простой, может быть произведен по аналогии с расчетом колонны для бинарной ректификации. Тогда в каждой колонне, за исключением последней, в результате проведения процесса ректификации получают один практически чистый компонент и смесь других компонентов, которые разделяются в последующих колоннах. В последней колонне установки получают два практически чистых компонента. [c.134] Часто не требуется четкого разделения исходной смеси на составляющие компоненты, а достаточно получать фракции определенного состава. Данный процесс можно осуществить в одной колонне, отбирая по ее высоте нужные фракции компонентов. Такую колонну называют сложной. Она представляет собой несколько простых колонн, поставленных одна на другую. В этом случае существенно снижается необходимая производственная площадь, а число насосов для перекачивания разделяемой смеси из одной колонны в другую в установке, состоящей из простых колонн, сводится к одному. [c.134] Организация материальных и тепловых потоков в сложных колоннах для многокомпонентной ректификации практически не отличается от организации потоков в простых колоннах для разделения бинарной смеси. Однако в отличие от бинарной в многокомпонентной смеси кроме веществ, обладающих наибольшей и наименьшей относительной летучестью, существуют соединения, которые по значениям относительной летучести (или температур кипения) располагаются между низкокипящим и высококипящим компонентами. Поэтому расчет ректификационных колонн для разделения многокомпонентных смесей намного сложнее расчета аппаратов для разделения бинарных систем. При этом возможна постановка задачи не полного разделения многокомпонентной смеси на составляющие компоненты, а выделения из этой смеси одного или нескольких компонентов. [c.134] Материальный и тепловой балансы сложной колонны для разделения ректификацией многокомпонентной смеси на фракции аналогичны уравнениям, выведенным ранее для бинарной смеси. [c.134] Материальные балансы для укрепляющей и исчерпывающей частей сложной колонны могут быть представлены уравнениями рабочих линий для соответствующих частей колонны (17.32г) и (17.33г). Для расчета многокомпонентной ректификации необходимо иметь уравнения равновесия (17.8), а также уравнения теплового баланса (17.35)-(17.37). [c.135] Условимся, что компоненты, концентрации которых в продуктах разделения-дистилляте и кубовом остатке - заданы, называются ключевыми. В составе разделяемой смеси могут находиться компоненты, величины летучестей которых занимают промежуточные значения между значениями для низкокипящих и высококипящих ключевых компонентов. Разумеется, в результате разделения эти компоненты, называемые распределенными, будут присутствовать как в дистилляте, так и в кубовом остатке. Напротив, в разделяемой смеси могут присутствовать компоненты с относительной летучестью, существенно большей (существенно меньшей) летучести низкокипящего (высококипящего) ключевого компонента. В результате разделения содержание таких компонентов в одном из продуктовых потоков будет близко к нулю, и поэтому они называются нераспределенными. [c.136] Если дефлегматор работает с неполной конденсацией паров, то в правой части уравнения (17.46) следует 1 заменить на 2. [c.136] Это уравнение позволяет определять значения и, следовательно, составы дистиллята и кубового остатка. [c.137] Если эти условия выполняются с заданной степенью точности, то температура гр определена правильно. Если нет-расчет повторяют с новым значением гр- В результате расчета определяют полные составы дистиллята Х1р и кубового остатка л , - при работе колонны в режиме Л оо. [c.138] Приняв допущение о том, что изменение числа тарелок и флегмового числа в некоторых пределах практически не оказывает влияния на составы дистиллята и кубового остатка, можно использовать эти составы, определенные при оэ, для нахождения флегмового числа, числа тарелок, расходов теплоносителей и т.д. [c.138] Определение минимального флегмового числа. Существует несколько методов расчета минимального флегмового числа при многокомпонентной ректификации. Наиболее часто используют для этой цели метод Андервуда, основанный на допущениях постоянства молярных расходов паров по сечению колонны и независимости относительных летучестей компонентов от температуры. [c.138] В общем случае все компоненты смеси подразделяют на три группы. Первая группа состоит из нераспределенных низкокипящих компонентов, вторая-из распределенных и третья-из нераспределенных высококипящих компонентов. Таким образом, ключевые компоненты смеси всегда находятся во второй группе и минимальное число компонентов в этой группе равно 2. Наиболее распространен на практике случай, когда только ключевые компоненты являются распределенными, а все другие-нераспределенными и находятся либо в первой, либо в третьей группах. [c.138] При определении по уравнению (17.58) величина Ф находится в интервале значений а для ключевых компонентов. [c.139] Рассмотрим применение метода Андервуда для четырехкомпонентной смеси, в которой 2-й и 3-й компоненты являются ключевыми, соответственно - высококипящим и низкокипящим, а 1-й и 4-й-нераспределенными, соответственно - высококипящим и низкокипящим. Таким образом, первая группа содержит только 4-й компонент, вторая-2-й и 3-й компоненты и третья - только 1-й компонент. [c.139] Приближеинный метод расчета флегмового числа и количества тарелок. Для приближенных расчетов часто используют корреляцию Джиллиленда, полученную на основе обобщения большого экспериментального материала (рис. 17-34). [c.139] Вернуться к основной статье