Число теоретических тарелок минимальное

Сущность понятий ректификация, ректификационная колонна, теоретическая тарелка, флегмовое число, режимы минимального и полного орошения, уравнения фазового равновесия и встречных неравновесных потоков. Конструкции реальных тарелок. Коэффициент полезного действия реальной тарелки. [c.123]

Изложенный графический метод анализа процессов тепло- и массообмена бинарной двухфазной смеси применяют при расчете ректификационных колонн. Одной из задач расчета колонны является определение минимально необходимого числа тарелок в ней. В связи с этим вводится понятие теоретической тарелки . На теоретической тарелке происходит идеализированный процесс тепло- и массообмена между жидкостью и паром, отличающийся от действительного следующими особенностями [c.21]

Число теоретических тарелок колонки для экстрактивной разгонки. Конечное разделение, которое желательно, соответствует степени обогащения, равной 51. При относительной летучести, равной 1,44, необходимое минимальное число теоретических тарелок равно 10. При ВЭТТ (высота, эквивалентная одной теоретической тарелке см. определение в гл. 1), равном для этой насадки [c.299]

Ряд особенностей расчета колонн для азеотронной перегонки вызывается тем, что приходится иметь дело с фазовыми равновесиями жидкость — пар в реальных системах, сильно отклоняющихся от идеальной. Число теоретических тарелок, необходимых для разделения данной системы, наиболее целесообразно определять расчетом по тарелкам. Уравнения и зависимости, выведенные для этого определения, в данном случае неприменимы вследствие весьма значительных различий относительной летучести. В литературе описан алгебраический метод [34] расчета минимальной кратности орошения для азеотропной системы. Другой метод вычисления минимальной кратности орошения при азеотропной перегонке основывается [31] на расчете по тарелкам в секции питания колонны. Для этого используют уравнения, определяющие равновесие жидкость — пар для тройной азеотропной системы, путем построения зависимости между относительными летучестями трех пар компонентов п отношением концентраций этих компонентов в жидкой фазе. [c.130]

Итак, каждому определенному значению расхода тепла в кипятильнике отгонной колонны отвечает вполне определенный состав Хгр жидкой фазы (и Угр равновесной ей паровой фазы), которого теоретически ни при каком числе тарелок нельзя достигнуть на верху колонны. Однако, как будет показано ниже, с вполне конечным числом тарелок удается как угодно близко подойти к этому составу, иначе говоря, практически достичь его, не увеличивая расхода тепла в кипятильнике отгонной колонны против минимального. Превзойти же этот граничный состав невозможно даже при бесконечном числе тарелок отгонной колонны. Таким образом, каждому определенному составу сырья, подаваемого на верхнюю тарелку колонны, при заданной степени чистоты нижнего продукта отвечает единственное минимальное значение тепла кипятильника, при котором практически разделительная работа колонны еще возможна. При любом другом меньшем значении расхода тепла в кипятильнике не удается получить в колонне намеченного разделения. Любому же большему значению тепла кипятильника отвечает и большее значение граничной концентрации, так что желательный состав на верху колонны при расходе тепла, большем минимального, может быть всегда достигнут. Для этого в общем случае понадобится тем меньшее число ступеней контакта, чем больше отличается В/Я от минимального значения. Однако при увеличении расхода тепла против минимального необходимое число теоретических тарелок уменьшается не пропорционально градиенту В/Я, а вначале резко 14 [c.211]

Расчет колонн для ректификации многокомпонентных смесей, в частности определение числа теоретических тарелок и минимального флегмового числа, основан на тех же принципах, что и расчет колонн для ректификации бинарных смесей. Все наиболее распространенные методы расчета основаны на методе Сореля и общепринятых допущениях, упрощающих его. Поэтому уравнения материальных балансов и рабочих линий для бинарных смесей применимы в этом сл чае по отношению к каждому компоненту, а процедура определения числа теоретических тарелок в колонне характеризуется теми же ступенчатыми вычислениями от тарелки к тарелке при помощи этих рабочих линий и данных фазового равновесия. Однако здесь возникают значительные дополнительные затруднения. [c.77]

Некоторые исследователи при определении минимального флегмового числа исходят или из уравнения Фенске, или непосредственно из той же неоправданной предпосылки равенства составов на соседних тарелках при и=эо и ii = i mhh- Так, например, Дженни [63] определяет i mhh методом последовательного приближения, принимая число теоретических тарелок бесконечно большим и допуская равенство составов На соседних тарелках. [c.96]

Интересное решение этой задачи дано в работе, где в качестве определяющего параметра взята величина дМ/дп, равная числу теоретических тарелок, приходящихся на одну (нижнюю) тарелку укрепляющей секции при режиме полной флегмы. Сведя многокомпонентную смесь к бинарной и произведя ряд упрощений, автор получил зависимость между минимальным числом тарелок и оптимальным значением параметра дМ/дп, обеспечивающим минимальный объем колонны. Этот метод дает возможность быстро, хотя и приближенно, вычислять оптимальные параметры (процесса многокомпонентной ректификации. [c.128]

Число теоретических тарелок в абсорбере должно быть не меньше 4—5. Коэффициент полезного действия тарелок составляет 25—40%. Если тарелки колпачковые, то максимальная скорость потока в прорезях должна находиться в пределах 0,6— 0,9 м/с. При такой скорости пенообразование раствора и эрозионно-коррозионный износ оборудования минимальны. [c.139]

На рис. И—13 приведен график, построенный для нахождения числа теоретических тарелок при различных значениях флегмового числа. Из графика видно, что при у = оо тарелки колонны имеют наибольший укрепляющий эффект, а следовательно, число их будет минимальным. [c.77]

При минимальном флегмовом числе теоретически требуется бесконечно большое число тарелок, чтобы достичь заданного состава дистиллята. Наоборот, чем больше флегмовое число, тем больше достигаемое на каждой тарелке обогащение и тем поэтому меньше теоретических тарелок дужно, чтобы получить дистиллят требуемого состава. [c.284]

Расстояние между тарелками в пределах 25—50 мм мало влияет на минимальное значение ВЭТС. При расстоянии между тарелками, равном 100 мм (к. п. д. тарелки в этом случае равен 60%), минимальное значение ВЭТС составляло 170 мм, тогда как при расстоянии между тарелками 25 и 50 мм минимальное значение ВЭТС составляло ПО мм. Следовательно, для получения наибольшего числа теоретических ступеней при данной высоте колонны тарелки должны быть расположены на расстоянии не более 50 мм одна от другой. Хотя этот вывод относится к системе I, он, вероятно, применим и к системе П. [c.609]

Обозначения Хр, Хв, xw — состав исходной смеси, дистиллята и остатка (мольные доли) --относительная летучесть, в частности, п соответствует условию д =0 и а — условию Хр = 1 кэи йэг — константы фазового равновесия эталонного компонента при температурах верха и на второй тарелке х,, Х2 — состав жидкости на верхней и второй тарелках у2 — состав паров на второй тарелке N — минимальное число теоретических тарелок Р, О, — расход сырья, дистиллята и остатка. [c.195]

Проведя аналогичные построения, придем в точку А, лежащую на рабочей линии, координаты которой определяют составы десорбирующего агента Уо и покидающего десорбер тощего абсорбента Хх. Число горизонтальных или вертикальных отрезков ступенчатой линии между равновесной и рабочей линиями определяет число теоретических тарелок в десорбере, которое в данном случае равно 5. Чем меньше Х1, тем лучше работа десорбера. На практике минимальное значение Х отвечает условиям равновесия на нижней тарелке десорбера, а при подводе тепла в низ десорбера — условиям равновесия в кипятильнике. [c.209]

На основании предварительных расчетов процесса ректификации найдено, что кубовую жидкость следует ввести на 10-ю тарелку, при этом общее число теоретических тарелок в колонне будет минимальным. [c.134]

На диаграмме кривой равновесия у х диагональ квадрата составов, как известно, является линией равных составов паровой и жидкой фаз. В рассматриваемом случае, когда уравнение концентраций представляется простым соотношением у =-х, ь выражающим условие равенства составов встречных на одном уровне фаз, линия равного состава является графическим представлением уравнения концентраций. Определение минимального числа тарелок отгонной колонны на диаграмме равновесия у — х выяснится в ходе следующих рассуждений. Условию равновесия фаз, покидающих первую тарелку, отвечает точка 7 (х , у ) на кривой равновесия. Состав х , флегмы, встречной парам Оу, равен составу уу этих паров, и поэтому, проведя горизонталь 1 — 1 до пересечения с линией равного состава, легко определить точку 1 с абсциссой Хо. Состав пара у , поднимающегося с первой тарелки и равновесного флегме состава Хг, определится по кривой равновесия как ордината точки 2, а состав встречной флегмы — как абсцисса точки 2, которая получится проведением горизонтали 2 — 2 до пересечения с линией равного состава. Так, продолжая вписывать ступенчатую линию между кривой равновесия и линией равного состава, можно дойти до паров 0 , поднимающихся с верхней тарелки колонны и имеющих тот же состав, что и входящее на переработку сырье. Каждая вертикальная ступень вписанной ломаной линии отвечает одной теоретической тарелке. Просуммировав общее число вертикальных отрезков ломаной, можно установить искомое минимальное число тарелок. [c.214]

При установленных условиях определяют по н-гексану или н-гепта у число теоретических тарелок По и высоту, эквивалентную теоретической тарелке, Но при введении минимальной пробы. Расчет п ведется по формулам [c.379]

В табл. 7 дается сравнение работы колонн в оптимальных условиях, т. е. когда колонна дает максимальную эффективность (наибольшее число теоретических тарелок). Ввиду того, что для процесса высоковакуумной ректификации желательно иметь минимальные гидравлические потери, в табл. 7 наряду с данными по нагрузке и величине в. э. т. т. приведены также данные по перепадам давления в колонне и гидравлическим потерям на одну теоретическую тарелку. [c.63]

Эта функция, представленная в виде диаграммы (рис. 13-56), отно сится к случаю применения полностью конденсирующего дефлегматора При применении частично конденсирующего дефлегматора, эквивалент ного одной теоретической тарелке, число тарелок п на одну меньше или п = п—1. В левой части уравнения (13-168) и на ординате диа граммы (рис. 13-56) надо заменить знаменатель величиной /г + 3. Если определить минимальное число тарелок и минимальную флегму, то с помощью этой диаграммы найдем число теоретических тарелок при заданном флегмовом числе 0/0. Этот метод, очевидно, менее точен, чем графический метод Льюиса. Однако он дает максимальную ошибку, не превышающую 7%, что находится в пределах точности к. п. д. действительных тарелок, и может быть применен в практических расчетах. [c.720]

Наибольшая эффективность хроматографической колонки достигается при постоянной скорости потока газа-носителя оптимальной является скорость потока, обеспечивающая минимальную высоту, эквивалентную теоретической тарелке (ВЭТТ) (т. е. максимальное число теоретических тарелок). Обычно используемые скорости потоков составляют 75—100 мл/мин для колонок с внешним диаметром 6 мм и 25—60 мл/мин для колонок с внешним диаметром 3 мм [c.406]

Фактическая флегма I принимается обычно на 30—50% больше минимальной. Для получения числа действительных тарелок необходимо найденное число теоретических тарелок разделить на к. п. д. тарелки. [c.249]

Определив минимальное число теоретических тарелок и минимальное количество орошения, с помош,ью рис. 81 можно оценить соотношение мензду фактическим числом теоретических тарелок п необходимым количеством орошения. Число теоретических тарелок включает в себя всю колонну с ребойлером и парциальным конденсатором. Если колонна имеет парциальный конденсатор, то необходимо вычесть две тарелки одну для компенсации работы ребойлера, другую для компенсации работы парциального конденсатора. После этого с по-мош ью коэффициента эффективности, представленного па рисунке 74, можно определить фактическое число тарелок. [c.148]

Силей [252] применил ЭВМ для расчета оптимальных параметров лабораторной колонны Олдершоу диаметром 31,8 мм с 12 реальными тарелками в исчерпывающей части и 10 реальными тарелками в укрепляющей части. На ЭВМ Ele tri KDF 7 (Англия) были проанализированы 280 процессов разделения. В качестве эталонной смеси использовали смесь метилциклогексан— толуол. При этом за расчетное число теоретических ступеней разделения принимали то значение, которому соответствовала минимальная погрешность. Были изучены возможные погрешности, возникающие при измерении состава смеси, при определении положения и наклона рабочей линии, а также погрешность данных по равновесию. [c.192]

Расчет позволяет определить число теоретических тарелок, флегмовое число, номер тарелки, на которую нужно подавать разделяемую смесь, а также составы жидкой и паровой фазы на каждой тарелке. Помимо перечисленных выше параметров с помощью машинного метода расчета от тарелки к тарелке точно определяют минимальное флегмовое число и минимальное число тарелок. Эти величины находят непосредственным расчетом или как асИ1мптотические значения функции Й = f (п). [c.78]

Вначале на уровне макроструктуры выявляют критерий оптимальности - минимальную величршу произведения числа теоретических тарелок и флегмового числа и формируют целевую функцию. Для решения задачи необходимо решить ряд вариантов работы колонны, сканируя с определенным шагом флегмовые числа и рассчитывая число тарелок и критерий оптимальности. Единичный вариант расчета колонны от тарелки к тарелке представляет собой уровень мезоструктуры системы. Дальнейшая декомпозиция расчета приводит на микроуровень иерархической системы, на котором рассчитываются параметры встречных неравновесных и равновесных потоков на каждой тарелке, при этом первая из подзадач базируется на алгоритме решения систем линейных уравнений, а вторая из них - на алгоритме поиска корня нелинейного аетебраического уравнения. [c.186]

В то время как ограничивающее влияние большой задержки на долю загрузки, которая может быть получена в виде дестиллята, легко определить, влияние задержки на четкость разделения является значительно более сложным. Казалось бы логичным поддерживать задержку, приходящуюся на одну тарелку, минимальной для того, чтобы избежать скапливания заметной части образца в участке колонны, отвечающем небольшому числу теоретических тарелок. Как уже было отмечено раньше, экспериментальные и расчетные доказательства не вполне согласуются с этим общепринятым мнением. Следует заметить, что если исключить влияние суммарной задержки и задерл<ки на тарелку на четкость разделения и если можно с успехом воспользоваться вытесняющей жидкостью, то при периодической разгонке будут играть важную роль лишь те факторы, которые определяют скорость отбора дестиллята и число теоретических тарелок. [c.126]

Папример, работы Ундервуда, посвященные математической разработке метода расчета числа теоретических тарелок и минимального флегмового числа для идеальных трехкомпонентных [82, 83] и многокомпонентных [84—86] смесей, основаны на предпосылке равенства абсолютных концентраций на соседних тарелках при Выип и п=оо. То же самое относится и к работе Харберта [71], в которой сам автор отмечает, что предлагаемые им уравнения получены на основании аналогии с подобными уравнениями для идеальных бинарных смесей. [c.95]

Длина колонок очень сильно зависит от необходимого числа теоретических тарелок и возможности обеспечить достаточно быстрое перемещение подвижной фазы через колонку, чтобы длительность анализа была приемлемой. В настоящее время рекомендуется применять колонки длиной, не превышающей 1 м (это близко к предельной длине неподвижной фазы, которую еще можно достаточно хорошо уплотнить для того, чтобы получить высоту тарелки порядка 1 мм при скоростях потока, не слишком далеких от оптимальной). Если разрешающая способность такой колонки недостаточна, добавляют еще одну колонку длиной 1 м, причем межколоночные коммуникации должны содержать соединительные капилляры с минимальным объемом /10/. С увеличением длины колонки уменьшается ее проницаемость, и, чтобы сохранить приемлемое время анализа, необходимо использовать более высокие давления. Для колонок с внутренним диаметром 4 мм, длиной 1- м, заполненных адсорбентом с размером частиц около 40 мкм, давление, необходимое для создания скорости потока 1 мл-мин ,равно примерно 20 атм. Поэтому приблизительную предельную длину колонки можно оценить, исходя из доступного давления и приемлемого времени анализа. Основные работы в обласг-Ти высокоэффективной жидкостной хроматографии проводились на колонках, длина которых не превышала 5 м. [c.49]

Исходя из замеренных параметров режима, материального баланса, определенных ИТК ш 1 изйко-химических свойств продуктов разделения, рассчитывается покомпонентный состав потоков питания кавдой секции. Задается минимально возможное число теоретических тарелок в первой (верхней) секции и, используя уравнения материального и теплового балансов, фазового равновесия и суммирования концентраций (ограничение по составу) методом "от тарелки к тарелке" производатся расчет до определения состава пара, поступающего в эту секцию. По достижении сходимости с заданной точностью вычисляется суммарный выход компонентов в расчетном дистилляте до температуры, соответствующей выкипаемостй 95 фактического дистиллята ( ). [c.153]

Метод приближенного расчета числа теоретических тарелок, соответствующего заданному превышению расхода пара над минимальным, изложен в работе Броунштейна [8]. В указанном методе пренебрегают теплопотерями и теплотой десорбции и растворения и приближенно полагают, что температура кипения раствора на всех тарелках и в ребойлере одинакова. Исходя из этих приближений, получаем, что массовый расход водяных наров и концентрация ТКФ постоянны по высоте колонны. Концентрация ТКФ в ребойлере Со определяется уравнением [c.235]

При работе колонны с минимальным теплом парциального конденсатора флегмовое число также будет минимальным, отрезок Ь — ма.чсимальным, точка Е совпадет с , а число ступенек— теоретических контактов — станет бесконечно большим. В этом случае на уровне питательной секции встречные потоки достигнут состояния равновесия. Поэтому на основании выражения 7.16 для сечения под самой нижней тарелкой укрепляю- [c.122]

При проектном расчете воздухоразделительного аппарата (рис. 36) в качестве исходных данных принимаем концентрации кислорода во всех конечных и промежуточных продуктах разделения, а также содержание аргона в сыром аргоне коэффициент извлечения аргона р = Ару /Ву , долю жидкости Й 1Нар в потоке, поступающем из конденсатора аргонной колонны в верхнюю колонну долю детандерного воздуха Д1В. В результате расчета определяем концентрации других компонентов в продуктах разделения, материальные дртоки и числа теоретических тарелок в колоннах. Вначале производим р асчет процесса ректификации при заданных местах ввода потоков в верхнюю колонну, а затем определяем оптимальные тарелки питания, соответствующие минимальному числу тарелок [41]. [c.134]

Отношение 5/0 обозначает наклон рабочей линии на диаграмме (рис. 17-15). На этой диаграмме изображена также линия равновесия. Аналогично, как и в случае процесса адсорбции, можем найти минимальное отношение 5/0 и, следовательно, минимум адсорбента. Вычерчивая з/ ступени между обеими линиями, можем опреде-Рис. 17-15. Определен1 е ить число теоретических тарелок (или ступеней размеров адсорбера. изменения концентрации), а зная высоту, эквивалентную теоретической тарелке, определить высоту адсорбера. Если известны коэффициенты массопередачи между газом и адсорбентом, то с помощью графического интегрирования, так же как и при расчете адсорбционных колонн, можно вычислить высоту адсорбционного аппарата. [c.906]

Чтобы провести разделение, необходимо определенное число теоретических тарелок. Поскольку разбавление зависит от длины колонки или времени пребывания компонентов пробы в разделительной колонке, то для анализа микропримесей следует использовать как можно более короткие колонки с необходимым числом тарелок. Высота тарелки уменьшается с уменьшением радиуса частиц, поэтому анализ микропримесей целесообразно вести на колонках, заполненных частицами как можно меньшего размера. При этом необходимое число тарелок получают в значительно более коротких колонках, в которых из-за меньших Го наблюдается меньшее разбавление. Высота тарелки зависит от линейной скорости элюента, поэтому при анализе следует выбирать скорость потока, соответствующую минимальной высоте тарелки, т. е. проводить разделение при ймиш мин> Имакс- Разделительную способность в этом случае оптимизируют за счет времени анализа. [c.230]

Значения й/О и В// будут минимальными (для заданных условий разделения) в том случае, когда нода сырья станет граничной. Эта нода оказывается граничной для обеих секций колонны. Следовательно, в обеих секциях колонны теоретически требуется бесконечно большое число тарелок, так как ступенчатые линии как между точкой О и нодой сырья, так и между точкой Я и нодой сырья теоретически должны состоять из бесконечно большого числа ступенек. Практически принимается некоторое максимальное, но конечное число тарелок в каждой секции, так как заметное изменение состава потоков происходит только до некоторого числа тарелок, после чего составы встречных потоков настолько приближаются к составу равновесных фаз сырья, что на последующих тарелках их можно считать неизменными. [c.328]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология