ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы расчета экстракторов из "Процессы и аппараты нефтегазопереработки Изд2" Любая смесь трех компонентов отвечает точке иа площади треугольника (например, точка Л ) двойная смесь отвечает точке на стороне треугольника, например, смесь компонентов А и В представлена точкой Г на стороне АВ. На поле треугольной диаграммы отложена также бинодальная кривая отвечающая равновесным рафинатным и экстрактным растворам, согласно равновесному распределению компонентов (например, точки и 5). Прямая. 5, связывающая точки равновесных составов на бинодальной кривой, называется конодой. Область, охватываемая бинодальной кривой, отвечает расслаивающимся растворам, область вне этой кривой — гомогенным растворам. Таким образом, при экстракции составы растворов не должны выходить за пределы первой области. [c.280] Из этого общего свойства вытекают следующие следствия. [c.281] Следствие 1 Если при попарном смешении нескольких систем получается одна и та же система N, то прямые, соединяющие точки попарно смешиваемых систем, пересекаются в точке N. Так, систему N можно получить смешением систем и 5 или Ья Р. [c.281] Следствие 2. Если при попарном удалении (вычитании) различных систем получается одна и та же система, то прямые, соединяющие точки попарно вычитаемых систем, пересекаются в одной точке. [c.281] На основании указанных правил легко выполнить расчет процесса экстракции. [c.281] Расчет однократной экстракции. Пусть исходное сырье — смесь компонентов А и В — отвечает точке Р. Большие буквы, отвечающие соответствующим растворам, также обозначают их массовые (или объемные) потоки. [c.281] Проведем однократную обработку сырья Р растворителем I. Если концентрация растворителя в смеси будет Хьы, то получим точку N (рис. ХП-3) на пересечении этой горизонтали с прямой РЬ, так как на основании следствия 3 все смеси сырья Р и растворителя I находятся на прямой РЬ. Через точку N проводим коноду которая определяет точки Р — рафинатного и 5 — экстрактного растворов. [c.281] При удалении растворителя из экстрактного раствора 5 получаем экстракт Q. Точка С лежит на пересечении прямой Ь8 со стороной АВ треугольника Аналогично на пересечении прямой ЬР со стороной АВ определяем точку Р, характеризующую состав получаемого рафината. Концентрации растворителя в экстрактном и рафинатном XLR растворах определяются горизонтальными линиями, проведенными из точек 8 и Р д,о пересечения со стороной АЬ треугольника. [c.281] Поскольку при однократной экстракции образуются равновесные рафинатный и экстрактный растворы, то этот процесс эквивалентен одной теоретической тарелке. [c.282] Таким образом, в данном случае для получения рафината Рз потребовались три контактных ступени, так как предшествовавшие рафинатные растворы Я и Я2 не обеспечивали требуемого качества рафината. [c.282] Таким образом, при многократной экстракции выход целевого продукта уменьшается по мере улучшения его качества. Расходы и составы других потоков определяют аналогично, используя свойства треугольной диаграммы. [c.283] Расчет противоточной экстракции. Для получения высоких выходов и качества целевых продуктов применяют противоточную экстракцию (см. рис. ХП-1) В этом случае растворитель Ь движется противотоком по отношению к сырью, обеспечивая постепенное обогаш,ение экстрактного раствора нежелательными компонентами, которые удаляются из рафинатного раствора. В итоге рафинатный раствор, покидаюш,ий экстрактор, будет иметь требуемый состав без дополнительного подвода растворителя, как при многократной экстракции. [c.283] Аналогичные уравнения балансов можно записать для каждого компонента системы А, В, . На основании второго следствия, вытекающего из основного свойства треугольной диаграммы, можно заключить, что прямые, проходящие через точки каждой пары встречных потоков 5 и / , 5г и Яи 5з и Я2, —,Ь и Я, образуют пучок прямых, пересекающихся в одной точке М. Эти линии называются рабочими линиями, так как они связывают потоки (и их составы), встречающиеся в любом произвольном сечении. [c.283] Поскольку положения точек Ь и Я, 8 и Р известны, можно найти и положение полюса М (рис. ХП-5) на пересечении продолжения прямых Р8 и ЯЬ. [c.283] Потоки Р и 5=51 связаны рабочей линией Р8М. Положение точки 5 определяется из общего материального баланса системы при заданном качестве получаемого рафината Р и расходе растворителя, отвечающего точке N. [c.283] Потоки Я[ и 5 = 51 относятся к равновесным, и их место на треугольной диаграмме определяется конодой Р]5. Потоки Я1 и 5г — встречные, т. е. их точки лежат на рабочей линии Р1М Пересечение прямой ЯхМ с бинодальной кривой дает точку 5г— экстрактного раствора, стекающего со второй тарелки. Продолжая указанные построения с использованием рабочих линий и конод, получим в конце концов требуемый состав рафинатного раствора. Как следует из проведенных построений, число полученных конод определяет число теоретических тарелок. [c.283] Разделив число теоретических тарелок на к. п. д. контактного устройства, находим практическое число ступеней экстрактирования. [c.283] Для аппаратов типа смеситель-отстойник к. п. д. равен 0,75—0,95 для тарельчатых аппаратов 0,25—0,45 для насадочных аппаратов высота, эквивалентная теоретической тарелке ВЭТТ, составляет 1,5—3 м. [c.283] Минимальный расход растворителя определяется из следующих соображений При заданных составах рафината Р и сырья уменьшение расхода растворителя вызывает перемещение точки N по линии ЬР вниз, В связи с этим точка 5 перемещается вправо по верхней ветви бинодальной кривой, а полюс М удаляется от вершины Ь Угол, образованный рабочей линией и ближайшей конодой, уменьщается. Минимальный расход растворителя отвечает такому положению полюса М, при котором крайняя рабочая линия РМ совпадает с ближайшей конодой Я 8. В этом случае потребуется бесконечно большое число тарелок. [c.284] Вернуться к основной статье