Простые колонны материальные балансы

Глава по технологии первичной перегонки (дистилляции) нефти посвящена общим принципам простой перегонки и ректификации, Б ней дано описание схем установок атмосферной и атмосферно-вакуумной перегонки нефти, а также режимов работы основных аппаратов этих установок. Здесь же даются сведения о материальном балансе переработки нефти на АВТ, характеристиках качества получаемых дистиллятов, четкости их разделения и о путях дальнейшего использования. В этой главе рассмотрены также технологические расчеты основных аппаратов АВТ (ректификационных колонн, трубчатых печей и теплообменных аппаратов), вопросы контроля и автоматизации работы этого оборудования. [c.19]

Уравнение Фенске — Андервуда. Исследование режима полного орошения сложной колонны, разделяющей многокомпонентную систему, оказывается значительно более трудным, чем в случае простой колонны, вследствие специфических особенностей варьирования концентраций сложной смеси. В самом деле, в двойных системах возможен лишь один способ варьирования состава, а именно dxy = —dx . Специфика же многокомпонентных систем состоит в том, что в них можно осуществить бесконечное множество способов изменения состава фаз. Между тем концентрации продуктов колонны и внутренних потоков паров и флегмы должны обязательно удовлетворять уравнениям материального баланса, для использования которых нужно иметь возможность оперировать ненулевыми количествами L, D ж R. Поэтому в целях исследования картину гипотетического режима полного орошения сложной колонны удобно представлять как процесс ректификации в колонне бесконечно большого сечения, при котором образуются конечные количества целевых продуктов Z) и i из конечного количества сырья L при бесконечно большом флегмовом числе. [c.356]

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 [c.87]

Первым этапом технологического расчета является составление материального баланса ректификационной колонны. Применительно к простой колонне (рис. 115) для установившегося режима уравнения материального баланса следующие [c.222]

Располагая материальным балансом н сведениями о температурном режиме и кратности орошения, составляют тепловой баланс колонны. Тепловой баланс простой ректификационной колонны имеет вид [c.108]

Для определения внутренних потоков паров и жидкости в различных сечениях сложной колонны составляют материальные и тепловые балансы, аналогичные ранее рассмотренным. Каждую секцию сложной колонны рассчитывают как соответствующую часть простой колонны. [c.279]

Расчет сложной ректификационной колонны, разделяющей многокомпонентную смесь, требует специального подхода при составлении материальных балансов и определении составов потоков отдельных простых колонн, так как все потоки жестко взаимосвязаны. [c.178]

Определена погрешность вычисления (округления) для простой колонны. Результаты, приведенные в табл. 31, показывают, что большая погрешность наблюдается, если количества очень тяжелого компонента в исчерпывающей секции рассчитываются по уравнениям материального баланса для верхней части колонны (вариант 4). [c.143]

Вывод уравнений для метода сходимости. Вывод этих уравнений аналогичен приведенному ранее для простых колонн. В данном случае предполагаем, что величины Vj и Lj постоянны для каждой тарелки вследствие применения соответствующих промежуточных холодильников (или нагревателей), и находим корректированные значения количеств компонента, которые удовлетворяют заданным значениям Vj и Lj. Кроме этого, покомпонентный материальный баланс содержит корректированные значения [c.187]

Если же для описания процесса в простой ректификационной колонне используются модифицированные эффективности тарелки по Мерфри, то получаются следующие уравнения материальных балансов для укрепляющей и отпарной секций [c.311]

Применение модифицированной эффективности исиарения, определяемой уравнением (XV, 10), связано с более простой методикой расчета, чем использование эффективности тарелки по Мерфри. При использовании эффективности испарения было обнаружено, что полученные уравнения материальных балансов в своей основе являются теми же, что и приведенные в главе III для простых колонн. Эти уравнения становятся формально одинаковыми в случае применения модифицированных факторов (извлечения абсорбции) и отпарки, определяемых следующим образом [c.315]

Общий материальный баланс простой колонны в мольных единицах [c.365]

В начале второго цикла идет простая перегонка до заполнения кармана конденсатора жидкостью, после чего в колонне, работающей в безотборном режиме, достигается новое стационарное состояние. Соответствующее уравнение нового материального баланса будет иметь вид [c.93]

Материальные балансы. Общий материальный баланс простой колонны [c.228]

Неравновесные концентрации компонентов во встречных потоках определяются уравнениями материального баланса в виде уравнений рабочих линий. Для простой и сложной колонн, а также для верхней и нижней секций колонны с двумя вводами питания уравнения рабочих линий имеют вид [c.38]

Математическое описание процесса массо - теплообмена, протекающего на отдельной тарелке ректификационного аппарата, включает в себя уравнения общего и покомпонентного материальных балансов, уравнения теплового баланса, уравнения парожидкостного равновесия и кинетические уравнения, количественно описывающие принятый механизм распределения массовых и тепловых потоков между контактирующими фазами. Поскольку все тарелки массообменных аппаратов связаны между собой, уравнения математического описания для отдельных тарелок должны согласовываться друг с другом и отвечать совокупным условиям, то есть материальным и тепловым балансам для колонны в целом. Для сложных схем ректификации (схемы со связанными материальными и тепловыми потоками) связь между отдельными тарелками системы и пакетами тарелок (секциями) существенно усложняется в сравнении с простыми колоннами, что также самым непосредственным образом влияет на [c.5]

Аналитический расчет сложной колонны от тарелки к тарелке аналогичен изученному ранее аналитическому методу расчета простой колонны и основан на тех же принципах. Он позволяет, используя попеременно условия паро-жидкого равновесия и соотношения материального баланса, пройти всю рассматриваемую секцию колонны от ее первой до последней тарелки, ведя счет пройденным ступеням контакта и фиксируя на каждой тарелке температуру и составы равновесных фаз. [c.448]

В режиме заданного орошения при тех же допущениях аналогичные рекуррентные соотношения приводятся также к виду уравнения (6.25) путем простых и изящных алгебраических преобразований, выполненных Андервудом [17] для исходной системы уравнений покомпонентного материального баланса и фазового равновесия. Умножая уравнение материального баланса /-го компонента в верхней части колонны [c.300]

Б.А.Сучков использовал методику Льюиса-Матисона при разработке алгоритмов и профамм расчёта простых и сложных ректификационных колонн, разделяющих нефтяные смеси [106]. В ра рабоганных Б.А.Сучковым алгоритмах, уравнения материального, теплови о бат[ансов, фазового равновесия решаются одновременно для каждой ступеии используются значения логарифмов концентраций для сведения покомпонентного материального баланса по нераспределённым компонентам продукт(зв разделения в зоне питания. [c.11]

Наиболее прост и детально разработан расчет процессов ректификации бинарных смесей, поскольку состав таких смесей однозначно определяется содержанием одного компонента. Обычно бывают заданы расход Р н и состав Ха исходной смеси, а также составы дистиллята Хд и кубовой жидкости х . Целью расчета является определение основных параметров технологического режима и необходимого разделяющего действия ректификационной колонны. Расходы продуктов разделения Я и находятся с помощью уравнений материального баланса [c.551]

Последовательность расчета колонны поясняется блок-схемой, приведенной на рис. П-19. В первом приближении принимается линейное распределение температур Т1 и потоков 01 и постоянство потоков по высоте колонны. Пунктирной линией показан порядок расчета материального баланса в случае определения констант равновесия с учетом влияния состава смеси. При этом общее время счета увеличивается примерно в 10 раз [112]. Поскольку использование итерационного цикла по д ,-, мало улучшает сходимость, для расчета материального баланса рекомендуется применять метод простых итераций, ограничившись двумя-тремя приближениями. [c.86]

При применении этих формул к колоннам с насадкой обычно просто умножают правые и левые части уравнений (1) — (4) на величину а—поверхность насадки на единицу объема. Формула аддитивного сопротивления в таком случае отличается от уравнения (5) тем, что коэфициенты Ф и Г умножены на а. Значения х и у берутся средние по действительным скоростям потока в данном сечении колонны эти значения, будучи подставленными в материальный баланс, определяют рабочую линию колонны. Строго говоря, справедливость измененных зависимостей (1) и (5) не может быть показана непосредственно. Что означает физически х и у/, если х и у представляют собой средние по сече 1ию концентрации, — этот вопрос обычно оставляют без ответа. Если средние по сечению концентрации считаются также и концентрациями на поверхности, то не очевидно, что точка (х,, у ) должна лежать всегда на равновесной кривой. Аналогично, значение у, соответствующее средней по сечению концентрации, не совпадает с общим ранее принятым значением С этой точки зрения можно считать уравнение (5) в применении к колоннам с насадкой эмпирической зависимостью. [c.157]

В рассматриваемых далее уравнениях для простой колонны применяются условные обозначения, отличающиеся от предложенных Тиле и Геддесом. Например, в настоящей книге приняты количества отдельных компонентов (в моль) вместо общих потоков фаз и мольных долей. Факторы абсорбции и отпарки применяются в том виде, как они были предложены ранее Материальный баланс укрепляющей секции записывается для произвольной тарелки и дефлегматора, в исчерпывающей секции — для произво.льной тарелки и кипятильника. Приводимые ниже выражения представляют собой сочетание материальных балансов и равновесных зависимостей. [c.67]

Алгоритм трехдиагональной матрицы. Система уравнений материального баланса имеет трехдиагональную структуру, если рассматривать такие многостадийные процессы, как ректификация, абсорбция, экстракция и т. д. При матричной записи такой системы в случае расчета простой колонны ненулевыми будут элементы на главной и смежной с ней диагоналях. В случае комплексов колонн появляются не диагональные элементы, соответствующее связующим потокам. Таким образом, матрица коэффициентов системы уравнений баланса содержит большое число нулевых элементов и при использовании специальных методов хранения разреженных матриц может компактно размещаться в памяти машины. Компактность хранения информации является важнейшим достоинством методов расчета, основанных на трехдиагональной структуре матрицы коэффициентов. [c.338]

Давление в роторно-дисковом контакторе поддерживали на уровне, обеспечивавшем жидкофазное состояние всех компонентов системы. Сырье вводили в низ экстрактора, рабочая высота которого составляла 1,8 м, что эквивалентно примерно 9 единичным ступеням разделения. Колонна экстрактивной перегонки работала под повышенным давлением температуру в кипятильнике поддерживали в пределах 175— 190°С. Растворитель вместе с ароматическим концентратом подавался вблизи верха колонны при температуре, поддерживавшейся в экстракторе. Поток, отбираемый с верха колонны экстрактивной перегонки, конденсировали и возвращали в качестве циркулирующей промывной среды в экстрактор. Нижний продукт, содержащий растворитель и чистый ароматический углеводород, направляли в регенерационную колонну, работавшую под пониженным давлением при температуре в кипятильнике 165—180°С.. Давление поддерживали на уровне, обеспечивавшем легкую конденсацию отгоняющегося верхнего погона охлаждающей водой. Небольшой поток воды подводили в низ регенерационной колонны для отдувки остаточных углеводородов из растворителя. При заданных условиях в кипятильнике регенерированный растворитель содержал около 0,6% вес. воды. Материальный баланс для этого опыта приводится в табл. 4. Фактическая чистота ароматического экстракта была около 99,99% (по данным газожидкостного хроматографического анализа). Из экстракта, после очистки его отбеливающей глиной, простой ректификацией можно получать бензол, толуол и ксилолы, удовлетворяющие самым жестким требованиям спецификаций на аро-матику для нитрования, установленным стандартами ASTM и Национальной ассоциацией бензольной промышленности (Великобритания). [c.236]

Расчет ректификационной колонны, разделяющей многокомпонентную смесь, требует специального подхода при составлении материального баланса и определении состава потоков отдельных простых К0.1Г0НН, составляющих данную сложную ректификационную колонну. [c.182]

Рассмотрим особенности расчета простой колонны, разделяющей многокомпонентную смесь. Вопросы, связанные с материальным балансом таких колонн и выбором четкости ректификации, были расссмотроны выше. [c.189]

Здесь корректированные потоки, полученные в результате применения этих множителей, должнм удовлетворять общему материальному балансу для системы, а не только для одной колонны, как в более простом случае, определяемом буквой 0. [c.299]

XV-3. Показать, что при использовании яффективнисти испарения вы )ажения для материального баланса в простой колонне будут такими, как оп[1 (шределяготся уравнениями (111,6) —(III, 11) за исключением того, что вместо Aji и Sji ирименяется /1°,. п 5 . [c.324]

В основу вывода формул для итерационного расчета составов дистиллята и остатка каадой простой колонны положены уравнения покомпонентного материального баланса для колонны в целом, баланса материальных и тепловых потоков в зоне питания, ограничения концентрации компонентов продуктов разделения Г4 7. [c.139]

По уравнению теплового баланса цростой колонны, содеряащей -ю тарелку отгонной секции, оцределяется энтальпия, а затем температура жидкости,стекавдей о ( / + 1)-й тарелки. Состав этой жидкости определяется из уравнения покомпонентного материального баланса указанной простой колонны. [c.140]

Особое место занимает программа проверочного расчета ректификации непрерывных пефтя11ыл смесей в простых колоннах, основанная на аналитическом интегрировании уравнений фазового равновесия и материального баланса (см. разд. 4 настоящей главы). Применение непрерывной модели позволяет избежать ошибок, которые могут возникать при расчете четкой ректификации по псевдокомпонентам. [c.249]

При четкой ректификации нефтяных смесей (установки вторичной перегонки бензинов) результат расчета в значительной степени зависит от способа разбиения смеси на псевдокомпоненты, т. е. от ширины интервала выкипания тех узких фракций, которые при расчете рассматриваются как псевдокомпоненты. Чтобы избежать ошибок, которые могут возникать при расчете по псевдокомпонентам, была разработана программа расчета ректификации в простых колоннах с учетом непрерывного состава смеси [157—1601. Эта программа отличается от других [161 —162 тем, что она основана па аналитическом ии-тргрировании уравнений фазового равновесия и материального баланса, написанных в дифференциальной форме для каждой ступени разделения. Разработанная интегральная модель основана на следующих допущениях 1) кривая НТК разделяемой смеси аппроксимирована в виде куспчнп-линейной функции 2) кривые ИТК продуктов разделения аппроксимированы в виде кусочно-параболических функций [c.260]

При использовании дифференциальной функции распределения состава расчетные уравнения для ректификации непрерывной смеси имеют такую же структуру, как и соответствующие уравнения для расчета ректификации многокомпонентной (дискретной) смеси [8]. Например, уравнение материального баланса простой рек тификационной колонны по количеству -го компонента имеет следующий вид [c.62]