Число теоретических тарелок оптимальное

Оптимальным принято считать такое расположение тарелки питания, при котором удается обеспечить назначенное разделение при наименьшем числе теоретических ступеней. [c.410]

Предположим, что нагревается смесь состава х . При температуре 1 она начинает кипеть, при этом паровая фаза имеет состав у. Жидкая фаза Хд находится в равновесии с паровой фазой у при температуре /. Изобарные кривые кипения и конденсации определяют экспериментально так же, как и кривую равновесия (см. разд. 4.6.З.). Диаграмму t—х—у как и диаграмму равновесия у—х можно использовать для определения требуемого числа теоретических ступеней разделения. На рис. 59 (см. разд. 4.7) изображена кривая равновесия для смеси бензол— толуол, построенная на основе изобарных кривых кипения и конденсации. Точки Л и В лежат в этом случае одна под другой. Диаграмма 1—х—у имеет то преимущество, что в процессе перегонки можно по температуре в головке колонны определять концентрацию головного продукта. При работе с тарельчатыми колоннами эта диаграмма позволяет проводить текущий контроль состава смеси на тарелках по перепаду температуры в колонне. По температурам на тарелках можно установить оптимальную тарелку питания и тарелку для отбора промежуточного продукта. [c.75]

Расчет эффективности (к. п. д.) тарелки. Эффективность, т. е. отношение числа теоретических тарелок к числу действительных тарелок в колонне, зависит от большого числа переменных, включая нагрузки тарелки по пару и жидкости, организацию движения потоков пара и жидкости на тарелке, конструкцию тарелки и т. д. В общем случае эффективность тарелки определяют экспериментально. Для расчета эффективности тарелок, работающих в оптимальном режиме при разделении углеводородных смесей, могут быть использованы следующие уравнения [c.294]

Оптимальную скорость газа-носителя, соответствующую минимуму высоты, эквивалентной теоретической тарелке, определить на графике зависимости высоты Н теоретической тарелки от линейной скорости газа-носителя. Н рассчитывать по толуолу согласно (111.83), а число теоретических тарелок — по (111.82). а подсчитать по времени выхода из колонки неадсорбирующегося газа (метана) по формуле [c.82]

Положение тарелки питания обычно фиксируется с помощью какого-либо эмпирического правила или соотношения, обесп чи-вающего выполнение оптимального расчета колонны, и поэтому число теоретических тарелок по секциям колонны может быть найдено в результате потарелочного расчета процесса ректификации после определения полного состава продуктов или на основе более простых уравнений, приведенных в гл. IV. [c.97]

Требуется опре делить выход дистиллята е, флегмовое число Я, потребное число теоретических тарелок (N1, ТУ а) и полные составы продуктов и при оптимальных коэффициенте избытка флегмы и положении тарелки питания. [c.98]

С практической точки зрения важное значение имеет следующая проектно-проверочная постановка задачи заданными являются суммарные примеси кубовых компонентов в дистилляте и дистиллятных в кубе, а также флегмовое число определяется необходимое число теоретических ступеней разделения по секциям колонны при оптимальном положении тарелки питания. [c.273]

При потарелочном расчете исходят из заданного максимального числа тарелок в секции. Двумерный массив концентраций компонентов на тарелках хц сохраняется в памяти ЭВМ. Для определения оптимальной тарелки питания по критерию равенства приращений отношения ключевых компонентов в каждой секции на каждой тарелке рассчитываются эти отношения. Путем перебора определяются те тарелки обеих секций, для которых отношения ключевых компонентов удовлетворяют материальному балансу в питании при одновременном равенстве приращений этих отношений. Для сглаживания итерационного процесса и обеспечения непрерывности число теоретических тарелок в одной из секций принимается дробным при этом исходят из допущения о линейном изменении концентраций компонентов в пределах одной теоретической тарелки. [c.281]

В качестве простейшего примера рассмотрим процесс ректификации в одиночной колонне. Параметрами, определяющими этот процесс, являются производительность П, состав исходной смеси Xf, условия разделения, задаваемые любым способом (пап ример, чистотой фракции и х-щ), флегмовое число Н, число теоретических тарелок N. номер тарелки nf подачи исходной смеси, диаметр колонны О, давление в колонне Р. При оптимальном проектировании на основе этих данных и экономических показателей находят габариты колонны и определяют номинальный режим ее работы. При оптимальном управлении процессом вычисляются оптимальные значения регулируемых параметров. [c.125]

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]

Необходимое число теоретических тарелок определяют в результате расчета ректификации по одной из вышеизложенных программ (см. стр. 48), которая входит как составная часть в программу оптимального проектирования. В данном примере проектирования процесса разделения смеси ксилолов, естественно, применялась программа для расчета ректификации близкокипящих компонентов. В программу было введено дополнительное условие, обеспечивающее всякий раз оптимальное место подачи сырья в колонну. Коэффициент полезного действия тарелок принят постоянным для всех исследуемых режимов (в примере разделения ксилолов к. п. д. тарелки принят равным 0,5). Нагрузки на дефлегматоры и кипятильники колонн подсчитывают по уравнениям [c.141]

Подвижные ситчатые тарелки позволяют вносить оптимальное количество работы и равномерно распределять ее по всему рабочему объему колонны, независимо от диаметра и высоты колонны. Это дает возможность проектировать и сооружать экстракционные колонны с необходимым числом теоретических ступеней экстракции и с необходимой производительностью. [c.206]

В разд. 24-2 показано, что скорость потока в оптимуме на кривой зависимости высоты тарелки от скорости подвижной фазы сильно зависит от диаметра частиц, и в связи с низкими коэффициентами диффузии в жидкостях оптимальная скорость потока невелика. В последнее время размеры частиц снижаются до 10— 15 мкм при диаметре 0,1 —1,0 см и длине колонки 0,1—0,5 м. При малом диаметре колонки достижимы значительные увеличения скорости потока, что приводит к сокращению времени без потери эффективности разделения [пятый член уравнения (24-14)]. При умеренной длине колонки необходимы высокие давления на входе (от 20 до 300 атм). Наблюдается значительный прогресс в развитии приборов, методик и систем детектирования [54,55] для хроматографии с высоким разрешением при высоких давлениях и скоростях. При продолжительности разделений от нескольких минут до одного часа достигается число теоретических тарелок от 1000 до 10 000, что сравнимо с параметрами газохроматографического разделения. При диаметре частиц силикагеля 20—30 мкм и 5—10 мкм и скоростях потока 0,1 см/с [56] и 1,2 см/с [57] получены высоты теоретической тарелки порядка долей миллиметра. В жидкостной хроматографии высокого давления носитель для стационарной фазы должен быть достаточно жестким, чтобы его размеры существенно не менялись при высоком давлении. Этому требованию удовлетворяют пористые стеклянные шарики. Опубликован сборник статей, посвященных актуальным вопросам жидкостной хроматографии [58]. [c.546]

Размеры колонки (длина и внутренний диаметр) также должны быть выбраны оптимальными. Выбор размеров колонки зависит от сложности анализируемой смеси. Теоретически наилучшее разделение будет достигнуто на колонках большой длины и малого диаметра. Для оценки эффективности колонки используют понятие теоретической тарелки , которое взято из теории дистилляции. Согласно этой теории, вся колонка состоит из ряда равновесных зон, т. е. теоретических тарелок. Эффективность колонки выражается числом теоретических колонок или высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ). Эти две величины связаны уравнением [c.51]

В основу излагаемых ниже алгоритмов положен метод независимого определения концентраций потоков, по которому составы потоков при ректификации или количества каждого компонента при абсорбции определяются при помощи линеаризованных уравнений материального баланса при заданных начальных значениях температур и потоков на тарелках. Алгоритмы разработаны для. решения поверочной задачи, когда при заданных числе тарелок и флегмовом числе определяются составы продуктов. При решении проектной задачи, очевидно, необходимо выполнить серию расчетов, которая даст возможность выбрать нужный или оптимальный вариант. Основой технико-экономического анализа оптимального варианта является зависимость числа теоретических тарелок от флегмового числа N R), в соответствии с которой величины Л мин и / мин находят как асимптотические значения функции N R). [c.83]

Из данных практики можно считать оптимальной работу колонки под давлением 200—250 мм рт. ст., когда для НгО — НВО величина а равна 1,053 . В основу расчета можно положить ту же формулу (8) предыдущей статьи и отбросить слагаемое, относящееся к параметрам кипятильника. Скорость подачи определяется степенью концентрирования и заданным выходом (согласно уравнению (9) той же статьи). Величина Н, представляющая в данном случае не объем колонки, а количество флегмы и пара, заключенные в ней во время ее работы, должна быть задана, основываясь на данных практики. Величина Н — 0,00005 рд л), где р — число теоретических тарелок д — сечение, вероятно, отвечает приемлемому и достаточно интенсивному режиму работы колонок Юри , где пар и флегма проходят сложный зигзагообразный путь через узкие промежутки между тарелками. Для определения сечения д в таких колонках можно принять эффективную линейную скорость пара 1000 м/ч (истинные скорости порядка 10000 м/ч). [c.283]

У колонн с большим числом теоретических ступеней большое значение имеет расстояние между тарелками. Вследствие различной концентрации растворенного вещества в фазах в разных частях колонны это расстояние должно быть неодинаковым по высоте колонны. Чтобы получить равномерное перемешивание по всей высоте колонны, в зоне с низкой концентрацией растворенного вещества расстояние между тарелками уменьшают. Это позволяет получить максимальное число теоретических ступеней в колонне данной высоты. Кроме того, по мере увеличения концентрации растворенного вещества быстро снижается межфазное натяжение у большинства систем жидкость — жидкость и уменьшается расход энергии на диспергирование одной из фаз. Чтобы избежать преждевременного захлебывания колонны при возвратнопоступательном движении тарелок, необходимо увеличить расстояние между тарелками в зоне с высокой концентрацией растворенного вещества. Выбор оптимального расстояния между тарелками в различных частях колонны рекомендуется проводить опытным путем. [c.419]

Был проведен расчет колонны с провальными тарелка.ми для очистки гексаметилендиамина от высококипящих примесей. Аппарат рассчитывался на 1300 кг/ час исходного продукта. Определение оптимальных условий проводилось путем расчета числа теоретических, а затем и реальных тарелок, диаметра колонны и объема при различных давлениях в верхней части колонны. Число теоретических тарелок определялось из диаграммы X—Y [c.161]

При получении кислорода с концентрацией 96% О2 или более низкой концентрацией содержание аргона на тарелках верхней колонны, в особенности в укрепляющей ее секции, значительно меньше оптимальное место ввода кубовой жидкости соответствует сечению, где стекающая по колонне жидкость содержит столько же кислорода, что и кубовая жидкость (рис. 46). Наибольшее содержание аргона на тарелках укрепляющей секции колонны составляет 2,5%. Несмотря на то, что содержание аргона в получаемом кислороде равно 2,8% , содержание его на тарелках исчерпывающей секции не превышает 4,6%. Число теоретических тарелок в верхней колонне равно 16. [c.149]

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]

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]

Это выражение позволяет сделать вывод о том, что вследствие указанной квадратичной зависимости при переходе от линейной к круговой хроматограмме при больших значениях расстояние между зонами имеет тенденцию к уменьшению, в то время как при малых значениях Ri это расстояние имеет тенденцию к увеличению. Это позволяет не только ограничиваться выбором оптимальных условий в области разделения, но и подбирать лучшее распределение локализации зон. Размывание зон и понижение концентрации вещества в линейной ТСХ пропорциональны длине пути разделения, что подтверждается теоретически и практически, однако в случае круговой ТСХ эта зависимость не приложима. Более того, как показано в гл. 2, размывание зон в линейной ТСХ значительно больше, чем в круговой, что ведет к увеличению числа разделений в последнем методе. Применительно к круговой ТСХ нельзя использовать термины число тарелок и высота тарелки , и расчет числа тарелок через ширину пика при высоких значениях й/кр, в результате которого получают астрономические величины, является поэтому неприемлемым. [c.77]

Следует подчеркнуть, что внимание к точному определению констант фазового равновесия для целей статического расчета ректификации по теоретическим ступеням разделения (тарелкам) является совершенно оправданным, даже в том случае, когда значения эффективности реальных тарелок представляются достаточно неопределенными. Дело в том, что в оптимальных режимах работы ректификационных колонн, т. е. при небольших избытках флегмового числа (а = 1,1 —1,15) зависимость тепловой нагрузки на дефлегматор от числа тарелок весьма слабая, поэтому она не является определяющей. В то же время нагрузка на дефлегматор сильно зависит от степени обогащения на каждой тарелке, а также от состава продуктов разделения, которые в свою очередь определяются константами фазового равновесия. Иными [c.44]

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]

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]

Вследствие малой удельной поверхности стеклянных шариков (см. табл. 2) на них можно наносить лишь малые количества неподвижной фазы. Максимальное количество неподвижной фазы зависит от радиуса шариков, иоверхностного натяжения и плотности неподвижной фазы и изменяется в пределах 0,05—3%. При оптимальном содержании ненодвижной фазы достигается высота теоретической тарелки 0,5 — 1 мм, причем в области скоростей 16 —100 мл мин эта величина не зависит от скорости газа. Этот факт, а также малое содержание неподвижной фазы позволяют снизить время анализа (которое, как известно, зависит от количества неподвижной фазы и от скорости потока газа) па 40% при том же качестве разделения, и, следовательно, можно работать при температурах на 250° ниже температуры кипения наиболее высококипящего компонента анализируемой смеси (Хишта, Мессерли и сотр., 1960). В этом, по-видимому, заключается главное преимущество стеклянных микрошариков как носителей. Таким образом, оказывается возможным применять менее устойчивые к нагреванию полярные неподвижные фазы, использовать аппаратуру, менее пригодную для работ нри высоких температурах, и, кроме того, исследовать вещества, термически неустойчивые. Вследствие малого количества неподвижной фазы приходится, однако, применять пробы малого размера. Правильная форма стеклянных шариков позволяет изготовлять колонки с воспроизводимыми величинами числа тарелок , что в случае носителей на основе кизельгура (Шретер и Лейбнитц, 1961) связано со значительными трудностями. [c.88]

В связи с этим целесообразно понизить размерность общей системъ уравнений, уменьшив тем самым общее число переменных путем использования рекуррентных соотношений для группы тарелок вместо уравнений потарелочного материального баланса и фазового равновесия, т. е. выполнить расчет сложной системы не по теоретическим тарелкам, а по секциям. Результаты такого расчета могут быть использованы в первую очередь для выбора оптимальной схемы процесса разделения. [c.163]

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]

При реакции достройки следует поддерживать оптимальные условия. (Температура не должна превышать 100°.) Тогда, кроме небольшого количества (0,1—0,2 моль1л двойных связей) а-олефинов с прямой цепью, не содержится других примесей. Низшие олефины — до Се или Сю — можно полностью удалить перегонкой в вакууме при температуре бани 100°. И тогда после гидролиза получают чистые парафины. Если весь продукт реакции подвергнуть гидролизу путем осторожного добавления его по каплям (в атмосфере защитного газа) в хорошо перемешиваемый избыток кашицы из льда и воды с последующим подкислением минеральной кислотой, то отделяется слой парафинов. Целесообразно провести исследование инфракрасного спектра на отсутствие линий 890 м- , характерных для а-разветвленных олефинов (конечно, лучше проводить отгонку олефинов до гидролиза). Затем, продукты гидролиза гидрируют под давлением с соответствующим никелевым катализатором. Для точного разделения углеводородов четного ряда достаточна колонка с 20 теоретическими тарелками и флегмовым числом 1 10. Для углеводородов нечетного ряда по причинам, указанным на стр. 164, при таком же флегмовом числе следует работать с 40 теоретическими тарелками. То же самое необходимо и в гом случае, если в результате отклонения от заданных условий синтеза имеется небольшое количество метил-парафинов. [c.196]

Оптимальное положение питающей тарелки. Когда при определении числа теоретических тарелок на диаграмме Мак-Кэба — Тиле производится построение ступеней между рабочими линиями и равновесной кривой, последняя ступень на рабочей линии для стриппинго-вой секции определяет состав на питающей таредке, т. е. той, на которую вводится жидкая исходная смесь или выше которой вводится пар. Три возможных положения питающей тарелки показаны на рис. У-29, У-ЗО и У-31, причем оптимальное положение, обеспечивающее наименьшее число теоретических тарелок, дано на рис. У-ЗО. Следовательно, питающая тарелка должна выбираться как ступень, на которую приходится точка [c.344]

Для характеристики и сравнения результатов разделения с целью выбора оптимальных параметров нами рассчитывались критерии разделения К1 и Кв соответственно для полного и неполного разделения соседних компонентов, критерий селективности К ,, число теоретических тарелок N и высота тео]зетической тарелки ВЭТТ [20, 21]. [c.120]

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]

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]

Для выбора оптимальной скорости газа-носителя (гелия) была выяснена зависимость высоты эквивалентной теоретической тарелки от этого показателя. На рис. 4 приведены кривые зависимости высоты теоретической тарелки от скорости газа-носителя. Наибольшее число теоретических тарелок для гексахлорфульвена — 2960, для 2,3-дихлор-5 (дихлорметилен) - 2 - циклопентендио-на-1,4 равнялось 2513. Оптимальной является скорость газа-носителя гелия 90мл мин при температуре термостатирования колонки 190 С. [c.322]

Анализ ориведенных данных показывает, что благодаря оптимальным площадям для потоков пара и жидкости и увеличению числа теоретических тарелок производительность колонны с тарелками типа МД возросла почти на 50%. Таким образом, основ- [c.105]

В одном из патентов [38] описана схема, в которой адсорбент непрерывно пропускается в последовательном порядке через песколько зон контакта, В каждой зоне адсорбент находится во взвешенном состоянии. Адсорбент выпускается из зоны, отделяется от жидкости и затем вводится в следующую зону. Жидкость последовательно пропускается через зоны контакта в противоположном направлении. В каждой зоне по существу происходит процесс контакт шго взаимодействия, однако, чтобы достигалась желаемая степень разделения, число зон должею быть достаточно большим. Можно тaIiжe производить орошение. Анализ процесса можно выполнить при помощи диаграммы Мак-Кэба-Тиле, в которой состав внутрипоровой жидкости заменяется составом пара. Целесообразно пользоваться объемными, а не молярными концентрациями. Существенное различие при этом заключается в том, что рабочие линии процесса могут находиться в любом месте диаграммы, а линия, проходящая под углом 45° к осям, не имеет особого интереса. Число ступеней на такой диаграмме представляет собой теоретическое число зон контакта. Степень приближения к равновесию на каждой ступени экврхвалентна коэффициенту полезного действия тарелки. Можно определить среднее время, необходимое для достижения различных степеней приближения к равновесию, и рассчитать, каково должно быть оптимальное соотношение между числом ступеней и их емкостью. [c.164]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология