Флегмовое число оптимальное

Рис. 1П.34. Определение оптимального флегмового числа при заданном разделении сырья.

Рис. 15-8. Определение оптимального флегмового числа.

Анализ ректификационных систем проводят с целью определения оптимальных параметров процесса ректификации и конструктивных размеров аппаратов. Оптимальными параметрами процесса ректификации в полной колонне являются в первую очередь давление, флегмовое число или коэффициент избытка флегмы и температура питания. [c.125]

Оптимальное флегмовое число обычно отвечает низким коэффициентам избытка флегмы р= 1,01 — 1,10. При невысоких энергозатратах процесса изменение общих затрат в зависимости от флегмового числа невелико и поэтому для последующих расчетов целесообразно принимать повыщенные коэффициенты избытка флегмы, например р 1,25. При выборе рабочего флегмового числа необходимо учитывать также возможность четкого регулирования процесса, в связи с чем не рекомендуется принимать небольшие коэффициенты избытка флегмы. [c.126]

По сравнению с простыми схемами синтез сложных схем с теплообменом требует значительно большего объема вычислений из-за необходимости перебора всех возможных вариантов теплообмена с определением оптимальных условий разделения смесей в каждой колонне (давления, числа тарелок и флегмового числа). [c.138]

Оптимальные параметры ректификации катализата риформинга узкой бензиновой фракции 105—127 °С с выделением ароматических углеводородов Сз высокой степени чистоты определялись экспериментальным и расчетным путем [33]. Как следует из табл. IV. 19, ароматические углеводороды Се с чистотой 99,5% и выше с высоким выходом (90—92% масс.) могут быть получены без экстракции методом простой ректификации (при флегмовом числе 7) в колонне эффективностью 25 т. т. (в концентрационной части бив отгонной 19 тарелок). [c.248]

Мольная доля отгона сырья 0,37, температура питания 82 °С, мольный отбор дистиллята по отношению к сырью 0,69 флегмовое число 1,2 число тарелок в колонне 34, тарелка питания 17, считая сверху. Оптимальными условиями работы колонны считали такие, когда 70% пропана и бутана в сырье уходило с дистиллятом (сжиженным газом), а остальное —с сухим газом. [c.270]

Пропановая колонна работает обычно при 0,6—0,8 МПа и температуре верха 70 °С. Для разделения изомеров бутана применяют колонны с 100—120 тарелками, давление в колонне 0,8 МПа и температура верха 55 °С. Бутановая фракция разделяется в колонне с 60—80 тарелками при 0,3 МПа и температуре верха 73 °С. Исследования фактических режимов работы изобутановой колонны показывают, что для получения изобутана и н-бутана чистотой 97—98% необходимо 100—ПО тарелок в колонне при флегмовом числе не менее 19 [13]. Аналогичные результаты получены также при оптимизации проектных режимов изобутановой колонны в работе [14]. Так, оптимальное флегмовое число составляет 17,5 при коэффициенте избытка флегмы 1,5 и числе тарелок 100—ПО (при к. п. д. тарелок 0,6). Для изопентановой колонны оптимальный коэффициент избытка флегмы оказался равным 1,4. [c.282]

Способы определения оптимального флегмового числа рассмотрены в гл. П1 и VI. Температура флегмы при использовании дефлегматора несовмещенного типа может быть найдена по температуре пара в т, 5 с учетом неравновесности состояний флегмы и пара в виде разности температур при этом температура флегмы выше, а концентрация ни ке, чем пара [21. Принимая А1 = 4 °С, находим температуру и концентрацию флегмы при = = 1,35 МПа [c.189]

Для определения числа теоретических ступеней, необходимых для осуществления процесса бинарной ректификации, кроме параметров исходной смеси и составов куба и дистиллята нужно задать флегмовое число и номер теоретической ступени, на которую подается питание. Выбор последней обычно производится в процессе расчета, так, чтобы общее число ступеней было минимальным. Оптимальной чаще всего является подача питания на первую (считая сверху) ступень, с которой стекает жидкость, содержащая меньше легколетучего компонента, чем в исходной смеси. [c.58]

Нагрузки ректификационной колонны по пару и жидкости определяются значением рабочего флегмового числа Я его оптимальное значение можно найти путем технико-экономического расчета. Ввиду отсутствия надежной методики оценки Н ат используют приближенные вычисления, основан- [c.126]

Трудоемкость задачи возрастает тем более, что для каждого значения варьируемого флегмового числа необходимо определять оптимальный вариант конструкции колонны и теплообменников. Приведенные затраты для этой задачи определяют по формуле [c.136]

В соответствии со стратегией системного анализа оптимизирующие переменные технологической схемы удобно разделить на две группы — локальные и системные (или глобальные). Оптимальные значения системных параметров будут определять оптимальные условия эксплуатации всего производства, но не обязательно отдельных элементов. Например, при вторичном использовании тепла верхнего продукта ректификационной колонны в качестве источника энергии для подогрева кубового продукта (при наличии необходимой разности температур) флегмовое число может превышать оптимальное для данной колонны, поскольку помимо разности температур поток должен обладать соответствующей тепловой мощностью. [c.79]

Известно, что доминирующей статей расходов на ведение процесса ректификации являются эксплуатационные расходы. Среди их отдельных статей большая часть приходится на организацию парового потока, подогрев и охлаждение целевых и промежуточных потоков. Поэтому для создания энергетически оптимального варианта проекта необходимо вести процесс при минимальной флегме, пониженном давлении и большем числе тарелок. Требуемая разделительная способность колонны может быть достигнута за счет увеличения флегмового числа при меньшем числе тарелок (или малой высоте слоя насадки) или при увеличении числа тарелок (высоты колонны), но с малой флегмой. С точки зрения энергетики важно установить минимальное флегмовое число, которое бы обеспечивало заданное качество продуктов разделения. Эта величина может быть определена путем минимизации экономического критерия оптимальности. [c.318]

Оптимальное по экономическому критерию флегмовое числа можно найти, если воспользоваться записью критерия через отдельные статьи расходов на ведение процесса ректификации. В качестве обобщенного показателя экономической эффективности производства часто используется так называемый приведенный доход [c.319]

Если учесть, что число тарелок является функцией флегмового числа, то для оптимального флегмового числа будем иметь [c.321]

Таким образом, оптимальное флегмовое число является функцией числа тарелок, стоимостных показателей и эффективности ступени контакта. Для его определения необходимо найти выражение производной Ы/ёН, что может быть выполнено путем многократных расчетов колонны при различных сочетаниях N ш R с последующей аппроксимацией зависимости N = f R). [c.321]

Как следует из выражения (7.154), оптимальные условия работы ректификационной установки могут быть получены в результате многократных расчетов, для чего можно использовать как модели в проектной, так и в проверочном вариантах расчета. По существу, поиск оптимума ведется по двум переменным — числу тарелок и флегмовому числу. Третьим параметром, непосредственно влияющим па разделительную способность колонны, является местоположение ввода питания. [c.321]

Установка периодической ректификации (рис. 7.29) может работать в трех режимах с отбором дистиллята переменного состава с отбором дистиллята постоянного состава с оптимальной стратегией изменения флегмового числа. [c.388]

Оптимальная стратегия изменения флегмового числа определяется как задача получения необходимого количества дистиллята заданного состава за минимальное время при известных начальных условиях. [c.389]

Оптимальное проектирование. Задача проектирования формулируется как задача многокритериальной оптимизации. При этом в качестве варьируемых параметров используются число ступеней разделения флегмовые числа при отборе отдельных фракций (отбор с постоянной флегмой) начальные значения сопряженных переменных в задаче оптимального управления. В качестве критериев используются такие характеристики процесса, как степень извлечения по каждому компоненту качество продуктов разделения (обычно задано) производительность по целевым фракциям экономические характеристики (приведенные затраты). Так как критерии противоречивы, то решение находится из набора решений на компромиссной гиперплоскости, а выбор наилучшего производится в диалоговом режиме, реализующем систематический просмотр пространства параметров (ЛПх-поиск [99, 100]). [c.396]

Взяв в качестве оптимального значения получим оптимальное флегмовое число, т. е. [c.57]

Рассмотрим теперь основное содержание алгоритмов оптимального анализа одноколонных систем ректификации, когда при заданном разделении ключевых компонентов % и положении (номере) тарелки питания Np. соответствующих проектному расчету, определяют следующие оптимальные параметры лроцесса и конструктивные размеры аппарата флегмовое число опт. число теоретических тарелок Мопт. расстояние между тарелками Яопт и диаметр колонны Вапт- [c.127]

Использование ЭВМ для расчета речзлфикационной установки, включающей колонну, теплообменнм-кн, насосы и вспомогательное оборудование, позволяет решить более сложную проектную задачу. В частности, могут быть просчитаны два или несколько вариантов решения одной и той же задачи с последующим выбором наилучшего из цих или даже оптимального в технико-экономическом отношении. В качестве критерия оптимальности можно принять минимум приведенных затрат, которые рассчитываются по формуле (11.38). При проектировании ректификационной установки можно ограничиться выбором наилучшего варианта конструкции колонны при фиксированном, например, условно-оптимальном флегмовом числе [минимизирующем функцию N Я 1) или пу (Р +1)]. При этом можно варьировать такие конструктивные характеристики, как тип и параметры контактных устройств, диаметр колонны, межтарельчатое расстояние, в соответствии с дискретными значениями их нормализованных размеров и пределами устойчивой работы контактных устройств. При такой постановке решения оптимальной задачи из расчета приведенных затрат можно исключить затраты на пар, воду и электроэнергию, поскольку они практически не зависят от конструкции колонны, а-)также часть капитальных затрат, мало зависящих от конструкции колонны — стоимость арматуры, трубопроводов, КИП, фундаментов и т. д. Приведенные затраты будут определяться только переменной частью капитальных затрат К, нормативным сроком окупаемости Гн, а также отчислениями на амортизацию Ка и ремонт Кр, определяемыми в долях капитальных затрат. Принимая [19] 7 н = = 5 лет. Ка = 0,1 и Кр = 0,05, получим [c.135]

В табл. 11.5 иллюстрируется указанная процедура расчета применительно к разделению пятикомпонеитиой смеси АВСПЕ на чистые компоненты [43]. Для данной смеси имеется 10 подгрупп из 2, 3, 4 и 5 компонентов, для разделения которых могут быть использованы 20 подсистем. При расчете разделения бинарных смесей А В, ВС, СО и ОЕ ка чистые комяоненты определяют оптимальные условия разделения давление, флегмовое число н число теоретических тарелок. Затем рассматривают разделение трехкомпонентных смесей н определяют опти-мальную схему по минимуму приведенных затрат. Например, для смеси АВС сравнивают стоимость разделения по схемам [c.135]

Недостатки, допущенные при проектировании колонн K-i, не позволяют должным образом обобщить данные по оптимальным флегмовым числам, расходу горячей струи и числу тарелок, так как высокое качество разделения достигалось на разных заводах при различных флегмовых числах, изменяющихся в пределах от 0,5 до 5, и расходе горячей струи от 30 до 50% от тепла исходной нефти. Поэтому для обеспечения высокого отбора (порядка 96%) широкой бензиновой фракции н. к.— 160°С со сравнительно небольшим налеганием температур кипения (25— 30 °С) рекомендуется при числе тарелок в колонне 25—30 иметь флегмовое число больше 5 [18] и расход горячей струи больше 80% от тепла, подводимого с сырьем [14]. Последующий опыт эксплуатации колонн К-1, лишенных указанных выше конструктивных недостатков, позволит, очевидно, скорректировать рекомендуемые флегмовые числа и расходы горячей струи. [c.164]

Использование только одного острого орошения в ректифи — каг,ионных колоннах неэкономично, так как низкопотенциальное теггло верхнего погона малопригодно для регенерации теплообме — ноп. Кроме того, в этом случае не обеспечивается оптимальное распределение флегмового числа по высоте колонны как правило, он(1 значительное на верхнихи низкое на нижних тарелках колонны. Соответственно по высоте колонны сверху вниз уменьшаются значения КПД тарелок, а также коэффициента относительной летучести и, следовательно, ухудшается разделительная способность нижних тарелок концентрационной секции колонны, в результате не достигается желаемая четкость разделения. При использовании циркуляционного орошения рационально используется тепло от — би[)аемых дистиллятов для подогрева нефти, выравниваются нагрузки по высоте колонны и, тем самым, увеличивается производительность колонны и обеспечиваются оптимальные условия работы контактных устройств в концентрационной секции. [c.169]

Выбор оптимального флегмового числа. При разделении определенной смеси в ректификационной колонне на продукты назначенных качеств флегмовое число теоретически можно изменять в весьма широких пределах, тем самым назначая тот или иной режР1М работы колонны. Теоретически минимальному для данного разделения количеству орошения будет отвечать бесконечно большое число тарелок, иными словами, бесконечно большая высота колонны, а минимальному числу тарелок, отвечающему бесконечно большому флегмовому числу, может отвечать колонна, либо не выдающая продуктов, либо имеющая бесконечно большой диаметр. Ни тот ни другой гипотетический вариант не может удовлетворить условиям производственной работы, но где-то между этими предельными режимами лежит флегмовое число, являющееся оптимальным для разделяемого в данных условиях конкретного сырья. [c.180]

В качестве первого приближения при поиске оптимального режима разделения в ректификационной колонне рекомендуется принимать флегмовое число, на 20—50% превышающее минимальное. Нижний предел гарантирует стабильность рабочего режима колоЬны, достаточно удаленного от неустойчивых условий вблизи режима минимального орошения. Несколько же большие значения флегмового числа необходимы для компенсации возможных колебаний в требованиях, предъявляемых к чистоте получаемых продуктов и к составу поступающего сырья. [c.181]

Выбор оптимального значепия флегмового числа [c.243]

По данным первого и последнего столбцов табл. IV. 15 па графике диаграммы у—х построена зависимость II -1- 1) Мх = = / [/). Минимальной ее ординате отвечает оптимальное флегмовое число и, т =- 2,38, равное рабочему флегмовому числу, принятому в расчете колоппы в примере 2. Избыток над минимальным флегмовым числом составляет около 40% (см. рис. IV.41). [c.246]

Выбор оптимального флегмового числа 243 ]Зыбор рабочего давления в ifo-лоирп 388 Выбор растворителя в экстрактив-1И)п ректификации 299 [c.426]

Обычно коэффициент избытка флегмы, при котором достигается оптимальное флегмовое число, не превышает 1,3 [2]. Предложено [3] находить Я по минимальному значению N Я - - 1), полагая, что это произведенпе пропорционально объему ректификационной колонны (/V — число ступеней изменения концентрации, или теоретических тарелок). Определим К рекомендуемым способом. [c.126]

Более общая постановка задачи заключается в определении оптимального флегмового числа, минимизирующего приведенные затраты. Трудоемкость решения этой задачи связана с необходимостью включения в приведенные затраты помимо стоимости колонны еще и стоимости испарителя Ци и дефлегматора Цд (которая зависит от флегмового числа), а также затрат на пар и охлаждающую воду (расходы которых D и Gb тоже изменяются при изменении флегмового числа). Затраты же на электроэнер. ГИЮ пренебрежимо малы по сравнению с затратами на пар и воду. [c.136]

Обоз1начим приведенные затраты на разделение в рассматриваемой колонне при некотором оптимальном флегмовом числе через Эта величина не должна зависеть от схемы разделения. Методика ее упрощенного расчета будет вкратце описана ниже. [c.297]

Однако в целях сокращения затрат машинного времени при выборе схемы целесообразнее применять приближе1нные методы. В частности, можно использовать метод Фенске—Андервуда (минимальное число тарелок рассчитывается по уравнению Фенске, а минимальное флегмовое число —по уравнению Андервуда). Оптимальное флегмовое число определялось известными методами расчета. [c.299]

Отсюда следует, что оптимальное в смысле экономического критерия флегмовое число близко к минимальному. Тенденция изменения рабочего флегмового числа свидетельствует о неук лонном снижении его и все большего приближения к минимальному [51]. Если в 1960 г. рабочее флегмовое число в среднем по промышленности было равно Д = 1,4Дш1п при средних затратах на процесс 200.10 долл./год, то в 1975 г. ректификация проводилась практически при минимальном флегмовом числе при затратах на процесс 400.10 долл./год. Эти цифры красноречиво свидетельствуют о все возрастающей стоимости энергетики и о необходимости поиска путей снижения энергетических затрат на ведение процесса. [c.319]

Наиболее сложным для реализации оказывается второй этап, сущность которого заключается в определении соотношения параметров N, Е я NF, позволяюпщх достигнуть заданной степени разделения. Сложность состоит в том, что практически все известные алгоритмы расчета многокомпонентной ректификации являются итерационными с последовательным уточнением составов по уравнениям материального баланса и потоков — по уравнениям теплового баланса. К тому же в качестве исходных данных необходимо задание конструкционных и режимных параметров (число тарелок М, тарелка ввода питания NF, флегмовое число Н), конечные значения которых при выполнении требований на качество продуктов разделения находятся минимизацией критерия оптимальности типа (7.141). Необходимость многократных расчетов для нахождения оптимального решения является существенным недостатком всех точных моделей. Поэтому любая возможность снижения размерности задачи без потери точности является важной задачей разработки алгоритмов проектного расчета. Ниже рассматривается один из таких алгоритмов, основанный на методе квазилинеаризации. [c.326]

Требуемый состав продуктов разделения можно в известных пределах обеспечить изменением числа тарелок при фиксированном флегмовом числе или, наоборот, изменением флегмы при фиксированном числе тарелок. Поэтому критерием оптимальности может быть выбран минимум затрат на реализацию процесса. Число тарелок (конструктивный параметр) и флегмовое число (режимный параметр) характеризуют капитальные и эксплуатационные затраты соответственно. Очевидно, э ги параметры пплжны быть составляющими критерия. Только их определенное сочетантае об ёс-печиваёт минимум затрат. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология