Математическая модель процесса разделением фаз

При построении математической модели процесса разделения многокомпонентной смеси методом ректификации поступают так же, как при описании состояния равновесия в паро-жидкостной системе (см. гл. V) из уравнений материальных балансов по отдельным компонентам находят состав жидкой фазы, Х , а уравнения равновесия используют для определения состава пара, -У и температуры Т на тарелке. [c.160]

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ [c.125]

Рис. 1Х-17. Математическая модель процесса разделения многокомпонентной смеси в аппарате, выполненном в виде

Широко применяется аппаратура с ЭВМ и математической трансформацией результатов, разрабатываются математические модели процессов разделения минералов. [c.219]

Картина последовательного усложнения математических моделей процессов, протекающих в химических реакторах (рис. 1Х-5), не столь очевидна, как аналогичная картина процессов разделения. В реальном реакторе одновременно проте- [c.116]

Многоуровневая структура системы основана на разделении во времени задач оперативного и неоперативного управления. На неоперативном уровне производится проверка адекватности и коррекция параметров математических моделей процессов в аппаратах отделения, адаптация стратегии управления к изменяющимся условиям эксплуатации, а также расчет коэффициентов упрощенных моделей. Оперативный уровень обеспечивает работу алгоритма управления на участках стационарности. При этом решаются задачи статистической обработки и анализа информации, поступающей с объекта, расчета ненаблюдаемых переменных процесса и поиска текущих управлений. [c.339]

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]

Весовые коэффициенты можно выбрать из соображений важности тех или иных переменных для последующего использования математической модели. Так, например, в простейшем случае, когда математическая модель процесса разрабатывается при изучении влияния условий разделения на характеристики конечных продуктов, наибольшие значения весовых коэффициентов принимаются для переменных, которые представляют в модели эти характеристики. Естественно, что чем больше измеряемых переменных может быть включено в выражение (11,72), тем точнее производится оценка адекватности модели реальному процессу. [c.135]

При расчете процесса десорбции в аппаратах с центробежным разделением фаз (см. рис. 2-26) необходимо учитывать их конструктивные особенности. Как отмечалось, в аппарате колпачковая тарелка работает в режиме взвешенного (кипящего) слоя адсорбента, в контактном патрубке осуществляется режим пневмотранспорта адсорбента. Поэтому математическая модель процесса десорбции в данном аппарате должна представлять собой совокупность математических моделей, описывающих процесс в соответствующих секциях аппарата с краевыми условиями, определяемыми характером связи потоков фаз на границе между секциями [76]. [c.70]

При работе в режиме помощника оператора ЭВМ по заданной математической модели процесса ректификации производит расчет поля концентраций в колонне и составов дистиллята и кубового остатка, если известны расходы исходной смеси, флегмы, дистиллята и состав питания. При необходимости перейти на другие условия разделения это помогает оператору быстро установить основные характеристики нового режима работы. [c.145]

Рассматривается процесс образования комплексов частица — пузырек и подъем их на поверхность при электрофлотационном разделении системы жидкость — твердое тело . Предложена математическая модель процесса, позволяющая рассчитывать время пребывания,, необходимое для достижения заданной степени разделения системы. [c.107]

Алгоритм оптимизации колонны разделения ацетона и ИПС минимизирует расход пара па колонну 85 и содержание ацетона в возвратном ИПС при обеспечении заданных выходных параметров работы колонны. Минимизация осуществляется также методом Розенброка но математической модели процесса. [c.48]

Коррекция математической модели процесса ректификации проводится на основе экспериментальных данных о моделируемом процессе. В качестве таких данных чаще всего используются значения концентраций компонентов разделяемой смеси по высоте колонного аппарата в паровой и жидкой фазах, значения температур на ступенях разделения, а также составы продуктов разделения. При этом под оценкой адекватности модели объекта моделирования понимается сравнение расчетных и экспериментальных данных, по результатам которого и проводится коррекция математических моделей Следует отметить, что получение достаточно полного объема экспериментальных данных во многих случаях представляется сложной задачей и может служить источником ошибок, если не принять соответствующих мер по проверке их корректности. [c.38]

Определяется число тарелок, необходимых для разделения в заданных пределах от лгр до х ,. Требуемая степень разделения может быть достигнута при различных сочетаниях числа тарелок и флегмового числа. Поэтому необходимо определить их оптимальное сочетание исходя из экстремума некоторого критерия, например минимума капитальных и эксплуатационных затрат на организацию и ведение процесса. При наличии математической модели процесса ректификации эта задача может быть решена проведением целенаправленных расчетов колонны при различных сочетаниях указанных параметров и выбора наилучшего варианта. [c.51]

В работе 89] дано описание алгоритма проектного расчета многостадийных противоточных процессов. Метод основан на использовании понятия равновесной стадии, которой ставится в соответствие реальная ступень контакта фаз, причем конструкция контактного устройства подбирается таким образом, чтобы была обеспечена эффективность стадии, которая рассчитывается заранее. Указанный алгоритм не рассчитан на учет обратного перемешивания между стадиями, но позволяет рас-считыцать многокомпонентные системы с нелинейной равновесной зависимостью. В основу алгоритма положен метод Ньютона-Рафсона, использующий кусочно-линейную аппроксимацию нелинейных уравнений математической модели процесса, в которую входят ра вновесная зависимость, покомпонентный и общий материальные балансы на стадиях, суммирующие уравнения (сумма мольных долей всех компонентов на каждой стадии равна единице) и баланс энтальпий или энергетический баланс. Кусочно-линейная аппроксимация позволяет получить решение стандартным матричным методом в пределах интервала, в котором справедлива линеаризация. Данный алгоритм использован для решения задачи разделения смеси ацетона и этанола с помощью экстракции двум растворителями — хлороформом и водой В экстракционной колонне с 15 ступенями разделения. Расчет многокомпонентного равновесия проводился по трехчленному уравнению Маргулеса. Описанный алгоритм имеет двойной цикл итерации- внутренний итерационный цикл, который заключается в расчете профиля концентрации по обеим фазам при заданных расходах обоих растворителей, и внешний итерационный цикл, который заключается в выборе составов продуктов на выходе из колонны, удовлетворяющих регламенту, путем коррекции по расходам растворителей. Для достижения сходимости внутреннего итерационного цикла требуется от трех до семи итераций, тогда как для получения заданного состава продуктов требовалось 14 коррекций по расходам одного или обоих растворителей. [c.128]

Современные тенденции интенсификации производства, создания процессов и их агрегатов большой единичной мощности требуют разработки и внедрения соответствующих по мощности процессов разделения. Известная практика проектирования новых процессов разделения с использованием коэффициентов запаса , часто неоправданно завышенных, при этом иногда становится весьма убыточной, поскольку может привести к существенному перерасходу материалов при строительстве и завышенным энергозатратам при эксплуатации. Вместе с тем даже при использовании коэффициентов запаса не всегда можно гарантировать, что новый процесс будет удовлетворять предъявляемым к нему технологическим требованиям, так как большей частью выбор коэффициентов запаса бывает субъективным. В связи с этим в последнее время большое внимание уделяется созданию более точных методов расчета различного технологического оборудования, в том числе и массообменного, в основе которых используются математические модели процессов самой различной степени сложности. [c.313]

Разделение жидких неоднородных смесей отстаиванием - один из распространенных процессов в химической технологии. Данным методом обычно разделяют грубые (первичные) дисперсии. Этот метод экономичен, но в то же время аппаратура для проведения гравитационного отстаивания обычно имеет большие размеры. Характерной особенностью процессов отстаивания является низкая скорость движения фаз, что обеспечивает наиболее благоприятные условия осаждения. Поэтому при рассмотрении данных процессов часто делают допущение ползущего потока (т.е. пренебрегают инерционными членами в уравнении движения). Рассматривая про1 есс отстаивания с физической то>1ки зрения, выделим два основных явления, характеризующих его. Это, как правило, стесненное движение капель дисперсной фазы в ходе отстаивания и взаимодействие капель (коалесценция) между собой. Поэтому при построении адекватной математической модели процесса отстаивания необходимо учесть в рамках одной модели оба явления. [c.168]

Для процессов ректификации создание более точных методов проектирования требует применения концепции реальной ступени разделения, т. е. разработки методов расчета, в основе которых лежит не теоретическая ступень разделения, предполагающая наличие равновесия между паром и жидкостью на ступенях контакта, а реальная ступень с разделительной способностью, определяемой с учетом конечной скорости процессов массопередачи, протекающих в условиях конкретного характера движения взаимодействующих потоков пара и жидкости. Использование концепции реальной ступени разделения позволяет существенно повысить точность расчетов, однако требует значительно большего объема информации для построения математической модели процесса, что приводит к необходимости более углубленного изучения таких строго не описываемых сторон процесса ректификации, как гидродинамика взаимодействия пара и жидкости в колоннах и кинетика массопередачи в многокомпонентных смесях. [c.313]

Особую роль играют математические модели процессов классификации при проектировании включающих классификаторы сложных технологических схем с рециклами. В этом случае гранулометрический состав материала на входе в классификатор заранее неизвестен более того, на него влияют характеристики процесса разделения, определяющие массу и состав рециркулирующего потока. Здесь рациональный выбор классификатора возможен только при совместном исследовании характеристик [c.7]

Построенные выше математические модели процессов классификации, использующие различные упрощающие предположения, предназначены для того чтобы связать кривые разделения тех или иных типов классификаторов с их конструктивными и режимными параметрами. Естественно, что пока вопрос об определении величины 5 остается открытым, можно говорить лишь о тенденциях поведения кривых разделения с изменением этих параметров. Однако уже на этом этапе возможно получение чисто расчетным путем ряда выводов, имеющих важное значение с точки зрения рационального аппаратурного оформления процесса. Наиболее удобной для расчетного анализа кривых разделения является формула (1.101) и вытекающие из нее следствия (1.102) и (1.103). [c.45]

Таким образом, система одномерных дифференциальных уравнений (4.73), дополненная граничным условием и обобщенными уравнениями для расчета массопереноса внутри мембраны Л,=Л (Г, Р, r) и массообмена в напорном канале Sh = = Sho4 (Rev, Gz, Ra ), образует математическую модель процесса разделения. Обычно заданы состав питающей смеси i = m(x = 0), необходимый состав проникшего потока Ср на выходе из мембранного модуля, коэффициент или степень извлечения целевого компонента. В зависимости от цели расчета определяется производительность по целевому компоненту или необходимая площадь поверхности мембраны. Давление, температура и скорость газа в входном сечении напорного канала II давление в дренажном канале являются параметрами, значение которых можно варьировать для поиска оптимального решения. Подробнее эти вопросы будут освещены далее в главе V, здесь же ограничимся только схемой расчета массообмена в отдельном мембранном элементе, полагая параметры исходной смеси и давление в дренаже известными. [c.153]

В данной работе предлагается математическая модель процесса регенерации растворителя из деасфальтизатного раствора. На основе термодщимиче-ских уравнений Флори — Хаггинса для химических потенциалов растворителя и растворенного вещества получены расчетные зависимости, позволяющие оп-. ределить составы фаз, образующихся при сверхкркгическом разделении деасфальтизатного раствора. [c.77]

Исследования процесса ректификации можно сфуппировать в следующих основных направлениях 1) исследование фазовых равновесий (жидкость-пар) 2) исследование в области статики ректификации, направленные на улучшение термодинамических условий проведения процессов, разработку новых способов и схем ректификации, оптимизацию технологических режимов 3) разработка математических моделей процессов массо- и теплообмена в ректификационном колонном оборудовании, направленные на повьпиение точности проектных решений 4) совершенствование массо- и теплообменного оборудования, направленное на интенсификацию и удешевление аппаратов для проведения процессов разделения. [c.4]

При расчетах процесса перегонки и ректификации с целью выбора оптимальных схем и режимов разделения при проектировании новых и анализа работы действующих установок вакно иметь точную математическую модель процесса и надежные зсвисимости по расчету теплофизпческих свойств разделяемых компонептсв сырья. [c.74]

Ю. А. Алексеев, А. М. Журавлев, Р. В. Алексеева, Л. И. Шипи-лова, В. А. Кузнечиков (Краснодарский филиал НПО Леннеф-техим ). Изучение жидкофазного разделения высокомолекулярных олефинов и нормальных парафинов в псевдодвижущемся слое адсорбента проводили при использовании цеолита NaX. Полученные данные подтверждают возможность практического проведения такого процесса. В качестве исходных параметров при расчетах приближенной математической модели процесса были приняты экспериментальные результаты. Оказалось, что введение легкого олефина в качестве второго десорбента улучшает расходные показатели процесса. Схемы с раздельным вводом десорбента и использованием флегмо-вого потока сорбата более выгодны. Экспериментальная проверка также показала, что введение гептена в поток десорбента ( -октана) приводит к возрастанию коэффициентов разделения и сокращению времени десорбции разделяемых компонентов. Увеличение соотношения расходов во второй зоне приводит к росту концентрации олефина в экстракте при одновременном уменьшении глубины его извлечения из сырьевой смеси. [c.185]

В работах последних лет указывается на необходимость более подробных исследований распределения вертикальной и радиальной составляющих скорости жидкости, геометрии оболочки нулевой вертикальной скорости, влияния турбулентных пульсаций скорости потока на процесс разделения суспензий в гидроциклонах. А. М. Кутеповым с сотрудниками [30] стохастическая теория разделительных процессов была применена к разработке математической модели центробежного разделения систем жидкость— твердое в конических гидроциклонах. [c.168]

Использование концепции реальной ступени разделения позволяет существенно повысить точность расчетов, однако требует значительно большего объема информации для построения математической модели процесса, что приводит к необходимости более углубленного изучения таких строго не опйсыв,аемых сторон процесса ректификации, как гидродинамика взаимодействия потоков шара и жидкости в колоннах и кинетика массопередачи в многокомпонентных смесях. [c.30]

Создание автоматизиросанной системы проектирования химических предприятий предусматривает разработку альбома математических моделей типовых процессов производства, В настоящее время не разработано достаточно подробных математических моделей процессов гравитационного разделения гетерофазных систем. В особенности это относится к эмульсионным системам. Трудность построения моделей таких систем заключается в том, что по- [c.40]

В данном разделе рассмотрен лишь ряд наиболее прость[х математических моделей ректификационной колонны для разделения бинарной смеси и одного из случаев организации процесса экстракции с перекрестным током, которые не претендуют на высокую точность математических оиисаний, но тем не менее дают возможность иро-иллюстрировать общий подход к построению математических моделей массообменных процессов. [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология