Многостадийный процесс разделения

В установку мембранного разделения газовых смесей кроме модулей входят компрессоры и системы предварительной подготовки исходной смеси. Группу модулей, включенных параллельно и связанных единым каркасом, можно рассматривать как мембранный разделительный аппарат. Более полное разделение смеси, предусматривающее извлечение нескольких компонентов или высокую степень чистоты целевого продукта, осуществляют в несколько стадий. Группа модулей, обеспечивающих частичное разделение смеси на одной стадии процесса, образует ступень разделения. Вся газоразделительная установка представляет собой каскад ступеней с достаточно разнообразными схемами циркуляции потоков. Методы расчета таких систем в принципе идентичны разработанным для других многостадийных массообменных процессов. Следует отметить, что оптимизация многостадийного процесса в целом и процесса разделения в отдельной ступени и модуле взаимосвязаны. При этом необходимо получить показатели, характеризующие массообменное и энергетическое совершенство и экономическую эффективность мембранного процесса, сопоставимые с аналогичными показателями при использовании альтернативных методов разделения (прежде всего низкотемпературной ректификации). [c.159]

Применение электронных вычислительных устройств в практике лабораторной и пилотной ректификации несомненно эффективно, промышленная же ректификация с ее разнообразными проблемами регулирования сегодня уже не мыслима без использования вычислительной техники. Благодаря автоматизации технологических процессов в настоящее время появилась возможность управлять многостадийными процессами разделения. Важнейшие [c.190]

Многостадийный процесс разделения [c.112]

Однако в химической технологии существует целый ряд процессов, когда взаимодействие или разделение веществ осуществляется в несколько стадий. Наиболее типичным примером многостадийного процесса разделения является процесс ректификации, осуществляемый, например, в тарельчатой колонне. За счет подвода тепла в кипятильник исчерпывающей части колонны в ней создаются встречные потоки пара и жидкости. Межфазовый перенос веществ происходит в несколько стадий на каждой из них пар обогащается более летучим компонентом, а жидкость — менее летучим. [c.152]

Разработка более простых уравнений типа кубических, пригодных для выполнения многократных расчетов фазового равновесия и функций отклонения при проектировании многостадийных процессов разделения смесей с ограниченным использованием ЭВМ. [c.18]

Наиболее часто встречающимся в химической и нефтехимической промышленности аппаратом является ректификационная колонна. Она может служить типичным примером многостадийной противоточной разделительной системы. Из-за сложности протекающих в ней физических явлений аналитическое исследование процесса крайне затруднено. Наиболее простым, с точки зрения математического описания, является процесс разделения бинарной смеси, наиболее сложным — многокомпонентная неидеальная ректификация, при которой на каждой из ступеней происходит химическое взаимодействие разделяемых компонентов, а также имеются побочные питающие и отбираемые паровые и жидкостные потоки. [c.157]

Фазовое равновесие полимеров играет важную роль в ряде процессов, например в процессах 1) смешения полимеров с пластификаторами, мономерами и другими жидкостями 2) испарения мономеров из растворов 3) смешения различных полимеров 4) плавления полимеров. Вплоть до настоящего времени ни для одного из этих процессов не дано достаточно хорошего количественного термодинамического описания, хотя работы в этом направлении ведутся и сейчас. Тот факт, что полимеры, как правило, не подвергаются многостадийным процессам разделения, не способствовал экономическому стимулированию исследований их фазового поведения. Кроме того, решение данной проблемы в определенной степени усложняется разнообразием возможных состояний полимеров. Это могут быть смеси, молекулярные массы компонентов которых соответствуют некоторому определенному диапазону, и аморфные стекловидные или каучукоподобные вещества, или же в зависимости от температуры и предыстории они могут иметь более одной кристаллической формы. Будет уместно процитировать замечание Бонди [190] относительно того, что его обзор литературы по термодинамике фазового поведения полимеров отражает недостаточный современный уровень знаний по этому вопросу. [c.455]

Процесс разделения может быть однократным или многостадийным. Число стадий определяется исходной концентрацией смеси и требуемыми составами продуктов разделения. Многостадийный процесс разделения можно осуществлять в одном или нескольких кристаллизаторах. [c.170]

Синтез технологической схемы на основе метода динамического программирования заключается в следующем. Схема разделения многокомпонентной смеси рассматривается как многостадийный процесс без обратных потоков массы и энергии. В качестве стадий или подзадач выделяются колонны для деления бинарных, тройных и т. д. смесей исходной системы. Начиная с колонн для разделения бинарных смесей отыскивается оптимальная в смысле при- [c.138]

НОЙ селективностью. Поэтому для более полного разделения газов приходится прибегать к созданию многостадийных установок (каскадов) с промежуточным компримированием и рециркуляцией части потоков, что отрицательно сказывается на технико-экономиче-ских показателях процессов мембранного разделения. Качественно новой концепцией является принцип разделения с использованием установок колонного типа — мембранных колонн непрерывного действия. Следует отметить, что принцип действия таких установок аналогичен работе массообменных аппаратов с непрерывным контактом фаз, широко применяемых в процессах ректификации, экстракции, абсорбции (рис. 6.13) [24]. [c.215]

При дистилляции (перегонке) процесс разделения компонентов жидкости осуществляется испарением ее с последующей конденсацией образовавшихся паров. Целесообразно проводить вакуумную дистилляцию, так как при этом снижается температура процесса и обеспечивается более высокая эффективность отделения примесей. Коэффициент разделения в процессе дистилляции определяется выражением к = п1Ы, где п — мольная доля примеси в паре N — мольная доля примеси в жидкости. Часто дистилляцию проводят для очистки материала от легколетучих примесей. Но однократная дистилляция не дает возможности достичь требуемой чистоты материала. Необходимо проводить многостадийный каскадный процесс дистилляции, что значительно легче осуществить в методе ректификации. [c.67]

В любом экстракционном процессе после осуществления контакта фаз и окончания массопереноса фазы должны быть разделены. Во многостадийных процессах это разделение проводится после каждой стадии, что существенно влияет на общую эффективность процесса. [c.257]

Другие методы разделения изотопов имеют менее общее значение, зависят от очень тонкого различия физических и химических свойств изотопов и обеспечивают лишь незначительное концентрирование изотопов [107]. При многократном повторении процессов разделения можно добиться значительного увеличения концентрации изотопа. Модификация этих многостадийных процессов рассматривается ниже. [c.458]

Для отделения летучих примесей от полимеров наиболее часто используются следующие методы экстракция, растворение с последующим осаждением полимера, термическая десорбция в потоке газа-носителя и т. п. Несомненно целесообразно использовать для отделения летучих компонентов и другие эффективные, в первую очередь хроматографические, методы разделения гель-хроматографию, тонкослойную и колоночную хроматографию. В связи с большой трудоемкостью и слон ностью многостадийных методов их целесообразно использовать в тех случаях, когда более простые методы не эффективны (например, вследствие термической нестабильности полимера), или для разовых, единичных определений, когда специальная разработка простого метода не оправдана. Исключение составляют, по-видимому, только методы, в которых предварительной стадией является не процесс разделения, а разбавление анализируемого раствора полимера или растворение твердого полимера. Этот простой прием позволяет свести более сложную задачу — определение летучих компонентов в твердом полимере или [c.123]

Теория теоретических тарелок — общий метод описания многостадийных процессов. Представление о теоретической тарелке взято из теории дистилляции. В дистилляции разделение происходит на отдельных ступенях, на которых осуществляется равновесие между фазами, затем фазы разделяют. Каждая такая ступень называется теоретической ступенью или теоретической тарелкой. В хроматографической колонке, заполненной сорбентом, одна из фаз находится в непрерывном движении и полное равновесие иногда сразу не достигается. В таких случаях длина слоя, на котором достигается равновесие между двумя фазами, условно называется высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ). [c.39]

Такой процесс разделения неоднородных систем, как флотация, является по существу процессом многостадийным, поэтому нами предложено описывать флотационный процесс системой уравнений, в которой учитывается переход от состояния А в состояние В и далее в состояние С, причем на каждой стадии возможны и обратные переходы [106] (рис. 5.3) [c.86]

Экстракционная хроматография — вариант жидкостной хроматографии в колонке, сочетание жидкостной экстракции с техникой хроматографии, экстракция становится многостадийным процессом. Неподвижная фаза — органический растворитель или раствор на его основе, например дитизон, дитиокарбаминаты и другие вещества, растворенные в органических растворителях, сорбированных на твердом носителе. Подвижная фаза — анализируемый водный раствор. Многочисленность экстракционных реагентов существенно расширяет методику разделения. [c.96]

Идея создания схем многостадийной обработки появилась в самом начале развития метода пенного разделения [1551. Примером простейшего осуществления многостадийного процесса может служить установка, схема которой приведена на рис. [c.135]

Очистка сточных вод экстракцией является многостадийной. На первой стадии проводится смешение сточных вод с экстрагентом, на второй — разделение экстрагента (извлекаемого соединения и экстрагента) и рафината (сточной воды с растворимым в ней экстрагентом), на третьей — разделение извлекаемого соединения в экстрагенте методами ректификации или перегонки с возвратом экстрагента в процесс очистки сточных вод, на четвертой — выделение экстрагента из рафината путем десорбции газом или паром. Процесс осуществляется в аппаратах периодического и непрерывного действия при однократной и многократной обработке стоков экстрагентом. Многократная обработка стоков малыми дозами экстрагента более эффективна, чем однократная — большой дозой. Самостоятельное применение метода не обеспечивает очистку сточных вод в соответствии с санитарными нормами. Более того, за счет растворения экстрагента в воде происходит ее дополнитель- [c.484]

Окислительно-восстановительные реакции с образованием иона и свободного радикала могут идти не только на электроде, но и в объеме раствора. И в этом случае к ним приложимы высказанные выше соображения. Нам представляется важным то обстоятельство, что разрыв связи с образованием аниона и радикала или двух нейтральных частиц (последнее возможно, например, при восстановлении молекулярного катиона) связан с существенным увеличением расстояния между ними. Поскольку маловероятно растяжение связи до равновесного расстояния между продуктами, постольку в ходе элементарного акта образуются две частицы с аномально малым расстоянием между ними, что ведет к их сильному расталкиванию. Это расталкивание облегчает диффузионное разделение продуктов, т. е. кинетически стабилизирует конечное состояние. Не исключено, что в ферментативных реакциях переноса заряда этот фактор индуцирует конформационную перестройку белка — фермента, подготавливая его тем самым к проведению следующей стадии многостадийного процесса [284]. [c.158]

Знание коэффициентов разделения, получаемых из приведенных соотношений, позволяет применять обычные методы расчета процессов дистилляции, абсорбции, экстракции и других многостадийных процессов. [c.69]

Пример процесса с двухстадийным режимом работы приведен на рис. УП1-1б. Тип схемы зависит от того, что является целевым продуктом — пермеат или ретентат. При многостадийных режимах работы оптимизация процесса становится очень сложной и трудной задачей. Два примера трехстадийного процесса приведены на рис. УП1-17 и УП1-18. На рис. УП1-17 приведен трехстадийный процесс, в котором рециркулирует пермеат, аналогично схеме, представленной в верхней части рис. УП1-1б. На рис. УП1-18 описан более сложный трехстадийный процесс разделения природного газа (отделение СО2 от СН4). Утверждается, что такая схема имеет преимущества перед односта- [c.445]

Способ организации и, следовательно, расчета одноступенчатой установки определяется технологическими целями процесса разделения. Например, если из газовой смеси требуется извлечь какой-либо компонент, обладающий наиболее высокой проницаемостью СО2 или Нг из природного газа и др.), наиболее оптимальным представляется осуществление процесса на одноступенчатой многостадийной (при больших концентрациях извлекаемого компонента) установке с параллельно-последовательным расположением стандартных мембранных модулей одного и того же типоразмера. Исходными данными для расчета в этом случае являются нагрузка по исходной смеси (17/) состав газовой смеси, подаваемой на разделение y f) , требуемая концентрация селективнЬпроникающего компонента в ретанте (у,г) давление разделяемой смеси (Р1) и пермеата (Рг) конструктивный тип стандартного газоразделительного модуля, используемая в нем мембрана, ее характеристики. [c.200]

Возможны три метода представления динамических характеристик и, следовательно, регулируемости процессов многостадийного разделения при помощи математических зависимостей [c.112]

Метод динамического программирования в последнее время используется достаточно широко при синтезе технологических схем разделения. Основная идея метода заключается в том, что оптимальные схемы синтезируют шаг за шагом, начиная с конца схемы. В данном случае технологическая схема рассматривается как многостадийный процесс разделения без обратных массовых и энергетических потоков. На начальном этапе рассматриваются колонны, в которых делятся бинарные смеси, а далее трех-, четырехкомпонентные и т.д., с учетом оптимального варианта на пре-дьщушем этапе. [c.166]

Подход к синтезу схем разделения, основанный на методе динамического программирования, состоит в следующем [42—44]. Схема разделения многокомпонентной смеси рассматривается как многостадийный процесс без обратных потоков массы и энергии. В качестве стадий или подзадач выделяются колонны для разделения бинарных, тройных и т. д. смесей исходной системы. Начиная с колонн для разделения бинарных смесей отыскивается оптимальная в смысле принятого критерия колонна. Затем аналогично анализируются колонны для разделения тройных смесей и с учетом полученного результата предыдущей подзадачи выявляется вариант деления трехкомпонентной смеси. Последовательно переходя к анализу смесей с большим числом компонентов, можно вычислить значения критерия оптимальности для всех схем и выявить среди них оптимальный вариант. Достоинством методов, основанных на динамическом программировании, является строгая математическая формулировка и снижение размерности задачи синтеза до расчета числа всех возможных колонн. Однако наличие рециркулируемых потоков может существенно усложнить применение метода динамического программирования. [c.482]

Современные установки гидрогенизации твердых топлив и различных жидких продуктов в большинстве случаев представлены в вариантах многостадийного процесса, включающего узлы подготовки сырья, приготовления катализаторов, жидкофазной гидрогенизации и переработки шлама, предварительного гидрирования и расщепления, дистилляции продуктов, разделения газов и их пфеработки, а также производство водорода. [c.195]

Экстракционная хроматография дает ряд необычных возможностей аналитику, слециализирующемуся в области анализа неорганических веществ [1]. Прежде всего это простейший и наиболее эффективный прием, позволяющий сделать экстракцию многостадийным процессом. Во многих прикладных областях, особенно в радиохимии, колоночный метод предпочтительней по сравнению с другими методами разделения, так как в этом случае оборудование очень просто и может быть выполнено без движущихся частей. Замену оборудования й разделение можно выполнять на расстоянии с помощью манипуляторов. [c.66]

Таким образом, величина молярной радиоактивности биологически активных соединений связана с разделением изотопов водорода при их растворении в палладии, что, как уже было показано выше, является многостадийным процессом. Есть несколько возможностей уменьшить негативные последствия этого явления. Один из них — применение катализаторов с низким (0,01-0,05%) содержанием палладия на носителе. В подобных катализаторах [35] изотопы водорода практически не растворяются, и гидридная форма отсутствует. С учётом коэффициента разделения протий-тритий при фазовом и адсорбционном равновесии на палладии, равном 2,5, молярная радиоактивность препаратов при замене одного атома галлоида на тритий должна достигать 0,94 ПБк/моль, что соответствует экспериментальным данным [36. Но на практике такие катализаторы оказались очень неустойчивыми к отравлению. Поэтому на один миллиграмм исходного соединения необходимо около одного грамма такого катализатора, что приводит к повышенному расходу [c.500]

Оптические антиподы а-аминокислот обычно получают ассиметрическим ферментативным гидролизом ацетилпронз-водных а-аминокислот. После гидролиза в растворе содер-л<атся 1-аминокислота и ее )-ацетилпроизводное. Процессы разделения -аминокислот и их й-ацетилпроизводных многостадийны, связаны с применением различных химических соединений н ионообменной хроматографии. При этом доведение полученных Ь — а- и О — ачмсашаминокарбоновых кислот до требований технических условий требует проведения многократной перекристаллизации полученных изомеров. Выход моноамннокарбоно вых кислот составляет 40% для Ь — а-ала-нина и 21% для О — а-аланина, считая на исходный ОЬ — а-аланин. [c.391]

ДРОБНАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ - способ разделения и очистки веществ, основанный нп преимущественном переходе одного из компонентов в твердую фазу при кристаллизации из раствора или расплава. Д. к, может применяться как и том случае, когда разделяелпле вещества имеют близкую растворимость и присутствуют в соизмеримых количествах (при этом каждый компонент образует самостоятельную твердую фазу), так и в том случае, когда один из компонентов, присутствуя в микроколичествах, не образует самостоятельной твердой фазы, а изоморфно соосаждается с макрокомпоиентами. Д. к. — многостадийный процесс. На первой стадии исходный раствор делят на две фракции концентрат твердая фаза, обогащенная одним из компонетов) и хвосты (раствор, обедненный этим компонентом). Для этого производится частичная кристаллизация компонентов раствора путем охлаждения, добавления веществ, понижающих растворимость, или же изотермич. испп-реиием. На второй стадии Д. к. каждую из фракций, полученных в результате первой стадии, делят вновь на две фракции и т. д. образуется кристаллизационный каскад. [c.605]

В многокомпонентной системе воздействие присутствующих в смеси компонентов может быть учтено за счет деформации изотермы равновесия основного компонента в зависимости от концентрации сопутствующих. Изменение к.п.д. смесителя в зависимости от концентрации компонентов может быть скорректировано в ходе расчета многостадийного процесса экстракции. Однако введение такого рода коррекции должно существенно усложнить итерационную процедуру расчетного алгоритма. Существующие алгоритмы расчета многокомпонентных систем строятся пока в основном по упрощенным моделям. Из известных можно отметить алгоритм расчета схемы разделения редкоземельных элементов [57], а также алгоритм расчета совместной экстракции уранилнитрата и НМОз в ТБФ [58]. Первый алгоритм строится по принципу коррекции в зависимости от состава фаз коэффициентов распределения по компонентам. В процессе поступенчатого расчета коэффициенты распределения принимаются постоянными. Второй алгоритм строится по принципу формирования блока вычислений равновесных концентраций и блока поступенчатого расчета с коррекцией по концам схемы или в точке питания. К общим недостаткам алгоритмов поступенчатого расчета следует отнести уже отмеченный малый запас по устойчивости расчетной схемы, который резко уменьшается по мере увеличения числа ступеней и усложнения равновесных моделей. [c.393]

Из двойных сульфатов имели и сохранили свое значение лишь алюмоквасцы МеА1 (804)2 12Н2О. Они в случае получения соединений рубидия и цезия из лепидолита — одни из первых промежуточных продуктов. Разделение калия, рубидия и цезия через квасцы — наиболее старый, доступный и относительно хорошо изученный метод фракционированной кристаллизации малорас-творимых соединений. Однако кристаллизация квасцов — трудоемкий, многостадийный процесс. Он предполагает к тому же при переходе к другим, более простым соединениям рубидия и цезия использование для разложения кристаллов конечной фракции ряда реагентов [Са(0Н)2 или Ва(ОН)г]. А это не только осложняет технологическую схему, но и снижает качество выпускаемых соединений. Для получения особо чистых соединений рубидия и цезия фракционированная кристаллизация квасцов неприемлема [13, 15, 44, 50, 171]. [c.83]

Предпочтительными являются процессы разделения, основанные на двухфазном равновесии, при котором достаточно селективное и полное разделение достигается в одной стадии. Когда одной стадии недостаточно для селективного и количественного разделения, процесс осложняется. Многостадийные процессы предпочтительны, когда разделяемые компоненты селективно распределяются между фазами. Например, при осаждении количество соосаждаемого вещества можно снизить, растворяя осадок в свежей порции растворителя и повторив осаждение. Аналогично, если при экстракции один компонент количественно остается в одной из фаз, а другой распределяется между фазами, то применяют повторную экстракцию. Классическим примером является экстрактор Сокслета другое применение этого принципа — использование свежих порций ртути в качестве катода в процессе электролитического разделения металлов при контролируемом потенциале. Другой уровень сложности процессов разделения получается в случае применения движущейся фазы, содержащей разделяемые компоненты и находящейся в контакте со стационарной фазой, причем компоненты распределяются между фазами. Обе фазы можно разделить на дискретные части, как в случае противоточной экстракции по Крейгу, когда одна из фаз находится в нескольких экстракционных сосудах, а другая движется ступенеобразно из одного сосуда в другой. Еще более сложными являются противоточные методы, в которых обе фазы непрерывно движутся в противоположных направлениях. [c.445]

В химии и технологии производства особо чистых веществ на первом плане стоят способы направленного изменения химического состава микропримесей и способы использования химических превращений всех компонентов системы. В последнее время получили распространение комбинированные методы глубокой очистки, основанные на использовании как многофазовых равновесий (экстрактивная кристаллизация, абсорбционно-адсорбционный процесс, процесс вблизи тройной точки и т. п.), так и определенного сочетания обычных методов очистки с использованием преимуществ каждого из них (Г. Г. Девятых, Я- Д- Зельвенский, Л. А. Нисель-сон). Наблюдается также постепенный переход от процессов разделения в водной среде (кристаллизация, сорбция и т. п.) к их осупхествлению в различных органических растворителях (И. А. Кузин), увеличивающих в ряде случаев коэффициенты разделения. Интересные возможности открывает многостадийный электролиз с ртутными биполярными электродами для получения особо чистых амальгам (Л. Ф. Козин). [c.187]

Эффективным методом интенсификации газожидкостных процессов является, в особенности для многостадийных процессов, при наличии побочных реакций или значительного ингибирующего действия продуктов реакции совместное проведение нескольких консекутивных реакций в едином реакционном объеме или осуществление химической реакции совместно с физическим процессом разделения образующейся реакционной массы Если первый из этих методов известен давно и достаточно широко используется в химической технологии, то реакционно-массообменные процессы и аппараты для их осуществления появились в промышленности не более 20—25 лет тому назад и применяются в основном для периодических вариантов технологических процессов. Последнее обусловлено, по-видимому, тем, что не сформулированЬг основныё принципйИ %е разработаны [c.17]

Производство бутадиена из бутана — многостадийный процесс, наряду с дегидрированием включающий стадии разделения контактных газов и выделения бутадиена. При дегидрировании бутана идет побочная изомеризация бутиленов в изобутилен и бутана в изобутан, который при дегидрировании также превращается в изобутплен. Источником изобутилена явля- [c.80]

Схема потоков в модуле является одним из главных факторов, определяющих степень достигаемого разделения. В принципе в одностадийном или многостадийном процессах используются две базовые конфигурации потоков 1) однопроходная система и 2) система с рециркуляцией. Для процессов небольшой мощности можно использовать также мембранные системы, обслуживающие аппараты периодического действия. Пример подобной установки приведен на рис. VHI-12, а на рис. VHI-13 — схемы однопроходной и рециркуляционной систем. [c.442]

Процесс разработки и проектирования мембранной системы, начинающийся с создания мембраны в лаборатории и. завершающийся крупным промышленным внедрением, долог и трудоемок. Основой мембранного процесса разделения является мембрана, в то время как основой разделительной системы можно считать модуль. При проектировании модуля исходят из различных технико-экономических аспектов применительно к конкретной задаче разделения. Модули могут быть собраны в однопроходную или многостадийные системы. Таким образом, оформление системы столь же важно, как и получение мембраны. Во многих случаях мембранная система не может [c.446]

Равенства (VII, б) представляют собой систему уравнений динамического программирования, соответствующую рассматриваемой задаче синтеза.. Очевидно, что формально входящие в систему уравнений (VII, 6) величины Fi,j равны нулю. Система уравнений (VII, 6) описывает многостадийный выбор оптимальной схемы системы разделения исходной Л -компонентной смеси и имеет по сравнению с другими задачами динамического программирования ряд специфических особенностей. Под отдельной стадией в данном случае следует понимать не элемент, подсистему или стадию ХТС, а стадию информационного процесса выбора. При этом на некоторой стадии осу ществляется по существу выбор оптимальных схем системы разделения всех /-компонентных упорядоченных смесей, входящих в рассматриваемую УУ-ком.понентную смесь. Параметром управления на каждой стадии является номер тяжелого ключевого компонента К в первой колонне по ходу разделения рассматриваемой /-компонентной смеои. При выборе на каждой [c.297]