Тепловые балансы, ректификация в колоннах

Расчет подобного рода двухколонной ректификационной установки для разделения бинарного, однородного азеотропа, образующего постояннокипящую смесь с минимумом температуры кипения, производится на основе применения тех же методов материальных и тепловых балансов, что и использованные в ранее рассмотренных схемах. Поэтому здесь в полной мере применимы уравнения, выведенные при рассмотрении ректификации в двух отгонных колоннах неоднородного начального раствора частично растворимых веществ. [c.134]

Последняя стадия расчета процесса разделения в колонне — определение общего теплового баланса ректификации. Значение этой оценки состоит в том, что позволяет проверить правильность всех допущений, принятых ранее при расчете колонны. Общий тепловой баланс имеет также большое значение для технологической оценки колонн, которые работают неудовлетворительно. Очень часто с помощью общего энергетического баланса удается установить, что для нормальной работы колонны необходим соответствующий контроль или требуется устранить какие-либо причины, которые нарушают режим нормальной работы колонны. [c.149]

При ректификации многокомпонентной смеси материальный и тепловой балансы для колонны в целом можно составить таким же образом, как и при ректификации бинарной смеси то же самое относится и к материальному балансу для любого г-го компонента многокомпонентной смеси или для суммы нескольких компонентов. [c.165]

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]

Материальный и тепловой балансы сложной колонны для разделения ректификацией многокомпонентной смеси на фракции аналогичны уравнениям, выведенным ранее для бинарной смеси. [c.134]

Составьте тепловой баланс ректификационной колонны. Как определяется расход греющего пара для проведения процессов ректификации Какие способы экономии расхода теплоты возможны в ректификационной установке [c.142]

При ректификации для поддержания теплового баланса в колонне необходим поток орошения или флегмы. Если для создания этого потока использовать только подачу орошения в верхней части колонны ( острое орошение ), то расход продукта будет слишком велик, а также произойдет перерасход воды и энергии для конденсации и охлаждения орошения. Вместо этого осуществляют циркуляционное орошение. Циркуляционное орошение организуют путем отбора части флегмы с тарелки и охлаждением ее в теплообменнике нефтью, которая тем самым нагревается перед поступлением в колонну К-1. Охлажденная до требуемой температуры флегма поступает на тарелку выше той, с которой она отбиралась на охлаждение. Количество циркуляционных орошений может быть до трех. [c.683]

Тепловой баланс ректификационной колонны непрерывного действия с дефлегматором составляется для определения расхода греющего пара на процесс ректификации, [c.260]

При ректификации для поддержания теплового баланса в колонне необходим поток орошения или флегмы. [c.700]

Как было доказано выше [уравнение (V. 7)], вес флегмы в последовательных отделениях колонны, как правило, не остается постоянным, изменяясь от одного ее уровня к другому, и поэтому упрощенные методы расчета, построенные на допущении неизменности веса жидкого потока по всей высоте колонны, не отражают действительной картины процесса ректификации в отгонной колонне. Поэтому необходимо установить соотношения, позволяющие для любого уровня колонны вполне точно находить значения весов встречных материальных потоков. Эта задача решается при помощи теплового баланса объема колонны, ограниченного низом ее и каким-нибудь произвольным межтарелочным отделением. [c.197]

При рассмотрении неполных ректификационных колонн порядок анализа их работы состоял в том, что, покончив с материальным и тепловым балансами всей колонны в целом, мы приступали к изучению отдельных секций для выявления соотношений, связывающих элементы ректификации на любом уровне колонны. Придерживаясь того же принципиального подхода и при изучении полной ректификационной колонны, легко заметить, что основной интерес представляет анализ лишь питательной секции полной колонны, так как нижняя и верхняя секции ее представляют собой типичные отгонную и укрепляющую колонны, уже изученные ранее. [c.284]

Расход тепла на проведение процесса экстрактивной ректификации определяется с помощью уравнения теплового баланса всей колонны [c.271]

Примечание. Расчет процесса десорбции в отпарной колонне путем нагрева без ввода отпаривающего агента проводят по методу расчета процесса ректификации с учетом теплового баланса. [c.57]

Однако, как уже указывалось в главе 1 . присутствие перегретого водяного пара в колонном аппарате заметно осложняет процедуру расчета процесса ректификации из-за необходимости учитывать, кроме основных уравнений материальных и тепловых балансов, еще и усложнившиеся соотношения парожидкостного равновесия для систем, в которых один из компонентов все время [c.422]

Тепловой баланс всей установки в целом составляется на основании того соображения, что количества тепла, вносимого сырьем L и подаваемого в кипятильники делятся на три части, которые уходят из колонны с продуктами ректификации R и R и через конденсатор, расположенный над отстойником [c.72]

Для описанш процесса ректификации в колонне используются уравнения материаль яого, теплового балансов, фагювого равновесия и уравнения суммирования концентраций (ограничение по составу), 1ля каждой теоретической тарелки. [c.24]

Одним из признаков, позволяющим произвести четкое разделение всех используемых математических моделей процессов ректификации на две группы, является учет тепловых балансов на ступенях разделения. По этому признаку все модели подразделяются на модели с постоянными значениями потоков пара и жидкости по высоте колонны (см. табл. 14, модели 1, 3, 4) и модели, в которых учитывается изменение потоков, обусловленное зависимостью энтальпии от состава разделяемой смеси. Первая группа моделей может применяться для моделирования процесса разделения смесей компонентов, теплоты испарения которых, а следовательно, и температуры кипения незначительно различаются между собой. Вторая группа моделей используется в тех случаях, когда этим различием нельзя пренебречь, т. е. при моделировании разделения смесей, кипящих в широком интервале температур. Если изменение величины потоков пара и жидкости по высоте колонны не учитывается, то могут возникнуть существенные ошибки при расчетах разделительной способности колонн. [c.303]

Отличие процесса экстрактивной ректификации от обычной заключается в том, что в колонну, кроме флегмы и исходной смеси, вводится разделяющий агент. Это вызывает соответствующее изменение условий материального и теплового баланса., Условия работы части колонны, расположенной выше точки подачи разделяющего агента, ничем не отличаются от условий работы обычных ректификационных колонн. Поэтому эта часть колонны специально не рассматривается. [c.219]

В связи с отмеченным влиянием агрегатного состояния исходной смеси на удельный расход разделяющего агента в процессе экстрактивной ректификации интересно выяснить целесообразность предварительного испарения (или конденсации) исходной смеси перед подачей ее в колонну. Из уравнений теплового баланса процесса экстрактивной ректификации с учетом расхода тепла в отгонной колонне следует, что при парообразном состоянии исходной смеси конденсация ее перед подачей в колонну во всех случаях энергетически невыгодна. Наоборот, при. обычно применяемых на практике высоких концентрациях разделяющего агента предварительное испарение исходной смеси может привести к экономии общего расхода тепла в процессе разделения. Эта экономия тем больше, чем выше коэффициент относительной летучести компонентов смеси, подвергаемой разделению. [c.263]

В этом уравнении приходными статьями теплового баланса являются тепло, вносимое в колонну с сырьем, и тепло, сообщаемое низу колонны через кипятильник. Подведенное в колонну тенло распределяется на тепло, уносимое с конечными продуктами ректификации (ректификат О и остаток Н), и тепло, отводимое с верха колонны, Q для образования флегмы. [c.133]

Очень сложные и трудоемкие расчеты процессов разделения бензиновых, керосиновых и других фракций в многотарельчатых колоннах. Расчет ректификации многокомпонентной смеси заключается в решении системы уравнений материального и теплового баланса на каждой тарелке и уравнений парожидкостного равновесия. Для проведения таких расчетов стали применять электронные вычислительные машины. [c.369]

Изображение процесса ректификации на диаграмме I—х—у основывается на уравнениях материального и теплового балансов. Так, при выражении величин О, Я и Ф в весовых количествах для любого сечения укрепляющей части колонны количество поднимающегося пара С = Ор 4- 0 . [c.503]

При построении модели было сделано предположение, что в колонне (в статике) соблюдается так называемый постоянный мольный переток или, что то же самое, количество молей пара и жидкости, поступающих и покидающих тарелку, не меняется по величине при переходе от тарелки к тарелке. Это предположение не является справедливым для многих случаев ректификации. Для таких процессов в модель дополнительно вводится уравнение теплового баланса, которое используется для определения потока пара У , уходящего с тарелки. Для определения потока флегмы Ь в модели используется общий материальный баланс тарелки. [c.160]

При моделировании статики процесса разделения методом ректификации необходимо определить составы, температуры и расходы потоков вещества в различных точках колонны и вспомогательных аппаратов, входящих в промышленную установку. Для получения такого объема информации требуется произвести большое число вычислений, что доступно только мощным вычислительным машинам. Программа компонуется из отдельных подпрограмм — блоков. Попытаемся описать как структуру ее нескольких основных элементов (блоков программы), так и метод построения самой программы расчета материального и теплового балансов системы в целом. [c.164]

Происходящие в рассматриваемой системе процессы показаны в г—ё-диаграмме на рис. 35. Так как материальный и тепловой балансы укрепляющей колонны совместно с дефлегмирую-щей частью конденсатора ничем не отличаются от балансов, рассмотренных ранее, то количество тепла ректификации, или количество тепла, отведенного в дефлегмирующей части конденсатора, дп можцо определить по формуле (32), либо графическим методом. Следовательно, проводя конноду 1—для нижнего сечения обменного элемента, определяют отрезок В—5, равный дв- При этом точка В является полюсом обменного элемента. [c.66]

Материальный и тепловой балансы ректификационной колонны. Для упрощения рассмотрим схему ректификации двойной смеси (рис. 53) при установившемся режиме, т. е. когда подача в колонну сырья и выход ректификата и остатка с течением времени не меняются. В этом случае материальный баланс колонны можно выразить уравнениями Ь = 0 + Ьа = Охв + Яхя 0/ = (аЧ-+Хв)1 хв—Хп), где Ь — подача сырья в колонну, кг/ч а — концентрация в сырье НКК 0 — выход ректификата, выводимого сверху колонны, кг/ч Хо — кгонцентрацня в ректификате НКК Я — выход остатка, выводимого снизу колонны, кг/ч хн — концентрация в остатке НКК. [c.94]

Приступая к расчету, проектировщик располагает весом, совокупным составом и теплосодержанием начальной неоднородной жидкой системы и составами хк и л-ра продуктов ректификации. Количества тепла Ву и В , подаваемые в кипятильники обеих колонн, принимаются таким образом, чтобы быть больше соответствующих минима 1ьных значений, при которых число тарелок колонны становится бесконечно большим. Расход тепла в конденсаторе может быть найден аналитически по уравнению теплового баланса 54 или же определен графически по тепловой диаграмме. Полюсы 51(хк,6,) и 6,) опреде- [c.76]

Расчеты абсорбционно-десорбционных процессов по методу Кремсера — Брауна в силу допущений, принятых при выводе формул абсорбции и десорбции, являются приближенными. ЭВМ позволяет отказаться от этих допущений и решать задачу в точной постановке. Известен метод расчета от тарелки к тарелке . Суть его сводится к тому, что для каждой тарелки решаются свои уравнения материального и теплового баланса и уравнение равновесия. Методом итераций достигают установившегося режима работы колонны. Основной недостаток этого метода — использование понятия теоретической тарелки (использование уравнения равновесия). Точное определение числа теоретических тарелок не имеет большого смысла, поскольку при переходе к реальным тарелкам приходится апеллировать к к. п. д. тарелок, выбор которого в определенных пределах произволен. Точный потарелочиый расчет приобретает смысл при определении мест ввода в колонну нескольких сырьевых потоков и (или) вывода нескольких продуктовых, что встречается при ректификации многокомпонентных смесей. [c.86]

Пример 2. Колонна ио сжижению и ректификации жид кого воздуха (рис. 26) имеет производительность 350 м 1час азота чистотой 99,8% N2. Отходящий кислород должен иметь чистоту 96%, т. е. содержать 4% азота. Состав обогащенного воздуха в ванне нижней колонки 40% О2 и 60% N2. Верхняя колонка работает под давлением 1,2 ата, нижняя — 5,5 ата воздух подается в колонку под давлением 50 ата с температурой 27° С (300° К). Составить материальный и тепловой баланс колонки. [c.348]

Для конкретных условий опыта с помощью ЭВМ Минск-22 находили адекват1фо по сос-гавам продуктов ректификации теоретическую модель колонны, используя для этого программу расчета копонны с учетом теплового баланса [91], изменяя при этом число теоретических тарелок и добиваясь сходимости показателя четкости ректификации а. [c.157]

Температурный профиль по высоте колонны должен обеспечить заданные внутренние скорости паров и жидкостей по секциям колонны и, в конечном счете,— заданные внутренние флегмовые числа, которые вычисляются на основании посекционных материального и теплового балансов. Ввиду трудоемкости и сложности эти расчеты могут выполняться в темпе с процессом только при использовании в системе ЭВМ. В работе [47] указывается, что наличие текущей информации о внутренних флегмовых числах позволяет обеспечить более равномерную нагрузку колонны и, следовательно, минимизировать энергетические затраты на процесс ректификации. [c.69]

При проведении процесса ректификации происходит обмен тепловой энергией между контактирующими паровой и жидкой фазами Приходными статьями теплового баланса колонны являются тепло, вноси мое сырьем Ор, и тепло, подводимое в низ колонны через кипятильник Од Расходными статьями является тепло, отводимое из колонны парами рек тификата Оо, жидким остатком и тепло, отнимаемое потоком хлада гента на верху колонны О Мя образования флегмы (см. рис. IV-5). [c.117]

Записанная система уравнений материального, теплового балансов и равновесия позволяет выполнить расчет всех параметров ректификации при разделении многокомпонентной смеси составов продуктов, флегмовых чисел, чисел теоретических тарелок, распределений концентраций и температур по тарелкам колонны и др. Однако вследствие необходимости выполнения большого объема вычислений, их высокой точности и целого ряда особенностей многокомпонентной ректификации, существенно отличающих ее от ректификации двухкомпонентных смесей, в общем случае задача решается лишь итерационными методами с использованием электронных вычислительных машин. [c.167]

Как известно, основные вычислительные трудности, возникающие прн решении этой задачи, связаны с проблемой достижения сходимости итерационного расчета. Книга Ч. Холланда Многокомпонентная ректификация является монографией, посвященной в основном систематическому излои<ению одного из наиболее эффективных методов сходимости расчета — 0-методу. В книге рассматривается применение этого метода и приводится решение различных задач многокомпонентной ректификации, включая расчет колопп с полным возвратом флегмы и при минимальной флегме, сложных колонн, установок со стриппинг-секциями и т. д. Описаны различные подходы к расчету процесса многокомпопепт-ной ректификации методика расчета от тарелки к тарелке , когда в качестве независимых переменных выбраны составы продуктов разделения (автор называет ее методикой Льюиса и Матисопа) методика независимого определения концентраций, когда в качестве независимых переменных принята температура фаз на тарелках (методика Тиле и Геддеса). Последняя методика применяется наиболее широко и рекомендуется для сочетания с 0-методом сходимости. Большой практический интерес представляет таюке ()-мстод составления тепловых балансов. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология