Ректификация материальный баланс колон

При расчете колонн ректификации необходимо составить материальный баланс колонны. Если разделению подлежит многокомпонентная смесь, то два крайних компонента (самый легкий и самый тяжелый) называются ключевыми компонентами. Легкий ключевой компонент имеет самую низкую темпе ратуру кипения и обычно является компонентом, который в заметных количествах содержится в продуктах низа колонны. Тяжелый ключевой компонент в заметных количествах содержится в дистиллятных потоках. Обычно ключевые компоненты имеют почти одинаковую летучесть. Их невозможно разделить полностью, поэтому задача состоит в том, чтобы определить степень разделения, которая может быть достигнута в колонне определенных размеров при соответствующем количестве орошения и нагрузке ребойлера. [c.139]

Материальный баланс колонны может быть составлен в массовых единицах или процентах [5—7]. Результаты расчета материального баланса колонны для ректификации сложных смесей сводят в таблицу (см. с. 63). [c.62]

Следующей задачей является определение зависимости между числом молей полученного дистиллята и составом жидкости в кубе в данный момент. Эта задача решается при помощи материального баланса колонны. В начальный момент мы имеем в кубе 5 моль жидкости состава Хо. К произвольному моменту времени в процессе ректификации будет получено всего О моль дистиллята состава Хп, в кубе, следовательно, останется (5 — В) моль жидкости состава X. Материальный баланс по летучему компоненту имеет вид [c.498]

В подавляющем большинстве случаев требования к системам автоматического регулирования (САР) процесса ректификации ограничиваются стабилизацией параметров, влияющих на процесс разделения. Такие САР целесообразны при небольших возмущениях и колебаниях качества продукта. При значительных изменениях количества и состава исходной смеси неизбежны продолжительные отклонения от заданного состава исходных продуктов. Чем больше количество стабилизированных независимых переменных, тем проще осуществить устойчивое регулирование работы ректификационной колонны. Однако стабилизировать все независимые переменные, что исключило бы нарушение заданных теплового и материального балансов колонны, невозможно из-за технических или экономических условий проведения процесса разделения. Так, например, практически трудно стабилизировать состав исходной смеси обычно поступающей с предыдущей операции, а изменение состава может быть основным источником возмущения процесса. Кроме того, поскольку исходную смесь стремятся подавать при температуре кипения, необходимо стабилизировать температуру питания. [c.261]

Последовательность выполнения технологического расчета на основе их наиболее полного математического описания в первую очередь зависит от принятого метода решения общей системы уравнений. Подробно этот вопрос рассматривается в соответствуюш ем разделе данной главы. При выполнении технологического расчета процессов ректификации бинарных и многокомпонентных смесей на основе приближенного математического описания рекомендуется такая последовательность расчета выбор рабочего давления в колонне, расчет материального баланса колонны по внешнему контуру, определение флегмового числа и числа теоретических тарелок, составление теплового баланса колонны, определение внутренних материальных потоков в колонне. Поскольку выбор рабочего давления в колонне является общим для всех методов расчета процессов разделения, этот вопрос (наряду с выбором независимых переменных) также рассматривается в данном параграфе. [c.27]

В настоящей работе рассматривается подход к моделированию нестационарного процесса в ректификационной колонне, основанный на уравнении материального баланса колонны в целом и некоторой эмпирической закономерности распределения компонентов по высоте колонны в переходном режиме. Этот подход иллюстрируется на примере бинарной ректификации. [c.148]

Поэтому, отрезок, соответствующий общему материальному балансу колонны, осуществляющей обратимую ректификацию, касается траектории дистилляции в фигуративной точке, соответствующей составу жидкой фазы питания Хр- [c.44]

Материальный баланс колонны составляется с целью определения количества получаемых продуктов по известным данным об исходном сырье и заданной четкости ректификации. [c.23]

При ректификации многокомпонентных смесей материальный баланс колонны составляется в виде табл. 3. [c.24]

При вводе кубовой жидкости на 4-ю тарелку (вариант V) линии ректификации направлены в сторону чистого аргона, что в действительности невозможно по условиям материального баланса колонны. Между кривыми IV и V (см. рис. 18) расположены так называемые разграничивающие линии ректификации (на рисунке эти линии не показаны), которые отделяют область непрерывного обогащения кислородом (реальную область) от области непрерывного обогащения аргоном (нереальной области). [c.85]

Обычно расчет процесса ректификации ведут на 100 кмоль разделяемой смеси. Основой расчета является материальный баланс колонны, по которому количество компонентов, перешедших в дистиллят и кубовый остаток, должно равняться общему количеству компонентов, находящихся в разделяемой смеси. В этом случае, если заданы составы разделяемой смеси и дистиллята, то на основании материального баланса определяются количества дистиллята, кубового остатка и его состав, а при заданных составах смеси и кубового остатка - количества кубового остатка, дистиллята и его состав. [c.71]

При ректификации многокомпонентных смесей методика составления материального баланса колонны по внешним потокам будет различаться в зависимости от четкости разделения смесей. [c.34]

При нечеткой ректификации многокомпонентных смесей материальный баланс колонны по внешним потокам может быть составлен только после проведения полного потарелочного расчета колонны. Особенности и порядок подобных расчетов описываются далее. Результаты расчета материального баланса вносят в табл. П. I. [c.36]

Материальный баланс колонны при ректификации многокомпонентных [c.36]

При ректификации сложных смесей материальный баланс колонны составляется только по общему количеству внешних материальных потоков. [c.36]

Материальный баланс колонны двукратной ректификации [c.116]

При вводе кубовой жидкости на 4-ю тарелку (вариант V) линии ректификации направлены в сторону чистого аргона, что в действительности невозможно по условиям материального баланса колонны. [c.143]

Следующей задачей из области периодической ректификации при постоянном составе дистиллата является определение зависимости между числом молей полученного дистиллата и составом жидкости в кубе в данный момент. Эта задача решается при помощи материального баланса колонны. В начальный момент мы имеем в кубе 5 молей жидкости состава д о. К произвольному моменту ректификации по,пучено всего О молей дистиллата состава хд в кубе, следовательно, остается (5 — О) молей жидкости состава х. Материальный баланс по более летучему компоненту приобретает вид [c.689]

Метод определения числа тарелок аналогичен описанному для ректификации многокомпонентных смесей. Зная общий материальный баланс колонны, количество подведенного разделяющего компонента, количество флегмы из дефлегматора и подобрав состав дистиллата. достаточно близкий к составу азеотропной смеси и исчерпанной жидкости (близкой к чистому компоненту), можем определить количества флегмы и паров в верхней части колонны и составить уравнения рабочих линий для каждого компонента. Затем определим составы на каждой тарелке, пользуясь приведенным выше способом для вычисления данных по равновесию. Так как значения Ки Кг и Кз зависят от состава раствора, определение числа тарелок требует еще большей затраты труда, чем в случае многокомпонентных смесей, для которых мы принимали, что раствор можно считать идеальным. [c.732]

Способ представления состава нефтяных смесей влияет на фор-му записи исходной системы уравнений математического описания процесса и на особенности расчета процесса ректификации. При интегральном методе представления непрерывной смеси все расчетные уравнения сохраняют свой вид, как и для дискретных смесей, если в них заменить концентрации компонентов дифференциальными функциями распределения состава смеси. Например, уравнения материального баланса и фазового равновесия при ректификации непрерывной смеси в простой колонне принимают следующий вид [c.87]

Уравнение Фенске — Андервуда. Исследование режима полного орошения сложной колонны, разделяющей многокомпонентную систему, оказывается значительно более трудным, чем в случае простой колонны, вследствие специфических особенностей варьирования концентраций сложной смеси. В самом деле, в двойных системах возможен лишь один способ варьирования состава, а именно dxy = —dx . Специфика же многокомпонентных систем состоит в том, что в них можно осуществить бесконечное множество способов изменения состава фаз. Между тем концентрации продуктов колонны и внутренних потоков паров и флегмы должны обязательно удовлетворять уравнениям материального баланса, для использования которых нужно иметь возможность оперировать ненулевыми количествами L, D ж R. Поэтому в целях исследования картину гипотетического режима полного орошения сложной колонны удобно представлять как процесс ректификации в колонне бесконечно большого сечения, при котором образуются конечные количества целевых продуктов Z) и i из конечного количества сырья L при бесконечно большом флегмовом числе. [c.356]

Методика расчета состоит в том, что, двигаясь сверху вниз по укрепляющей секции колонны и снизу вверх по отгонной и попеременно используя на каждой тарелке условия парожидкостного равновесия и материальных балансов, приходят к одному и тому же составу фаз па тарелке питания. К сожалению, для этого приходится прибегать к методике последовательных приближений па основе итеративной процедуры, ускоряющей сходимость конечных данных расчета обеих секций колонны. Для систем, близких но своим свойствам к идеальным растворам, можно принять отношение дЮ постоянным в пределах секций колонны. Рекомендуется, задаваясь дополнительно рабочим давлением в колонне, расположением тарелки питания и величиной флегмового числа, вести расчет элементов ректификации в секциях колонны в следующей последовательности. [c.399]

Материальный баланс всей установки в целом составляется на основании того соображения, что вес Е поступающего сырья должен равняться сумме весов и продуктов ректификации, отводимых снизу обеих колонн [c.71]

В приведенных ниже соотношениях материального баланса, связывающих элементы ректификации обеих питательных секций колонны, с целью различения, в обозначениях, относящихся к первой секции введен дополнительный индекс 1, а в обозначениях второй питательной секции—индекс 2. [c.95]

Алгебраическое решение, а также решение тепловых и материальных балансов по высоте колонны и по ее частям представляют собой наиболее общий подход к расчету процесса ректификации, Для полного решения полученных уравнений данных обычно недостаточно. Поэтому программы такого типа решаются методом проб и ошибок. [c.174]

Состав исходной смеси Fo, которая выделяется методом непрерывной ректификации из фракции оксидата прямогонного бензина, расположен в области I. Так как наиболее легкокипящим компонентом здесь является вода, то при атмосферном давлении смесь состава Fi (рис. VII, 16) на колонне 1 может быть обезвожена. Линия DiFiWx F2) —линия материального баланса колонны обезвоживания. Точка состава кубовой жидкости этой колонны расположена в окрестности линии, разделяющей области ректификаций / и //. В связи с этим кубовый продукт будет содержать определенное количество воды, полное удаление которой на данной стадии не является необходимым. [c.205]

По мере накопления рециркулята начинают вывод экстракта в емкость загрузки блока ректификации, корректируя технологический режим блока экстракции для достижения требуемой чистоты экстракта и снижения доли ароматических углеводороцов в рафинате. Оптимальный технологический режим отпарной колонны насыщенного растворителя должен обеспечить заданную чистоту ароматических углеводородов в экстракте при минимальном расходе рециркулята. Это достигается за счет изменения материального баланса колонны - соотношенет рециркулята и экстракта гри заданном количестве вводимого водяного пара и тепла в низ отпарной колонны (при постоянной четкости погоноразцёления). [c.161]

Как уже отмечалось выше, процесс отмывки может рассчитываться как процесс ректификации бинарной смеси СО - N2 в потоке инертного газа — водорода. Данный метод расчета изложен в работе [15]. Не останавливаясь подробно на рассмотрении этого метода расчета, отметим, что количество азотоводородной смеси, окисьуглеродной фракции и ее состав определяются путем совместного решения шести уравнений уравнения материального баланса колонны уравнений материальных балансов колонны для каждого из компонентов (по числу компонентов в исходной смеси) и уравнения энергетического баланса колонны. Для решения этих уравнений дополнительно составляют уравнение, полученное из предположения, что процесс отмывки окиси углерода жидким азотом является процессом ректификации бинарной смеси СО - N2 в потоке инертного газа - водорода, с помощью которого необходимое для отмывки количество азота определяют следующим образом [c.116]

Материальный и тепловой балансы ректификационной колонны. Для упрощения рассмотрим схему ректификации двойной смеси (рис. 53) при установившемся режиме, т. е. когда подача в колонну сырья и выход ректификата и остатка с течением времени не меняются. В этом случае материальный баланс колонны можно выразить уравнениями Ь = 0 + Ьа = Охв + Яхя 0/ = (аЧ-+Хв)1 хв—Хп), где Ь — подача сырья в колонну, кг/ч а — концентрация в сырье НКК 0 — выход ректификата, выводимого сверху колонны, кг/ч Хо — кгонцентрацня в ректификате НКК Я — выход остатка, выводимого снизу колонны, кг/ч хн — концентрация в остатке НКК. [c.94]

При расчете колонн обычно известны и а, а содерн анием низкокипящего компонента в ректификате и остатке т. е. четкостью ректификации, задаются. Следовательно, уравнение материального баланса (228) дает возможность онределить количество ректификата [c.212]

Секцию питания ректификационной колонны, разделяющей бинарную смесь, можно рассчитать и чисто аналитическим путем. Как будет показано в последующем изложении, для установления конкретного режима разделения в колонне необходимо, при заданном составе и энтальпии сырья и рабочем давлении по высоте аппарата, назначить еще четыре определяющих иараметра. Так, можно закрепить желательные концентрации уи и хд НКК в дистилляте и остатке и, например, паровое число или величину подвода тепла в кипятильник ( д/-й и концентрацию одного из потоков тарелки питания. Вместо значения ( д/Л можно принять. чюбой из элементов ректификации, связанный с тарелкой питания, ибо и в этом случае рабочий режим разделения в колонне определится полностью. В самом деле, из материальных балансов, связывающих количества и составы потоков, поступающих на тарелку питания и отходящих с нее, можно получить [c.163]

Перейдем к расчету секции питанпя колонны. При назначенном расходе тепла в кипятильнике колонны для определенности режима работы нужно закрепить еще один из элементов ректификации в секции питания. Пусть состав паров, поднимающихся с верхней тарелки отгонной секции, г/л=0,656. Тогда, проведя на тепловой диагралше последнюю оперативную линию 5 ал отгонной секции, можно легко найти концентрацию встречного этим нарам жидкого потока 0,440. Остальные элементы ректификации в секции питания колонны, отвечающие данному закрепленному режиму разделения, можно найти по уравнениям материальных балансов. [c.188]

В ходе ректификации в качестве дистиллята колонны будет отбираться низкокипящий азеотроп Е , кривые же разделения будут выходить из фигуративной точки наименее летучего в данной области диаграммы компонента и, огибая участок треугольной диаграммы, примыкающий к компоненту промежуточной летучести, сходиться в фигуративной точке Е - Так, если точка кипения компонента а выше, чем компонента Ь, то характер кривых ректификации системы Ь, представляющей смесь азеотропа Еу и разделительного агента Ъ, представится линиями, показанными на рис. VII.5. Если же точка кипения а ниже, чем у разделительного агента, то кривые ректификации, согласно рис. VII.6, выходят из фигуративной точки Ъ, огибают участок, примыкающий к вершине а, и сходятся в фигуративной точке Е наиболее низкокиняшего азеотропа. Легко заметить, что независимо оттого, выше точка кипения разделительного агента Ь или ниже, чем -у компонента а, кривые ректификации весьма схожи. Следует только иметь в виду, что при добавлении Ъ к Еу необходимо строго придерживаться условий материального баланса, тогда фигуративная точка Ь их суммы попадает на прямую баланса а а- [c.331]

Материальный баланс всей отгонной колонны в целом составляется ira основе того соображения, что чпсло молей поступающего в колонну сырья Л должно равнятг1ся сумме чисел молей Л II D продуктов ректификации, отводимых с низа и с верха колонны [c.137]

Определение составов фаз на питательной тарелке. Изучение процесса ректификации бинарных систем показало, что сечение ввода сырья в колонну может в известных пределах перемещаться по высоте колонны. Такое же положение сохраняется и прп рокти-фикацип систем многокомпонентных. Поэтому возникает вопрос, какую же из последовательных тарелок, например, отгонной секции считать ее последней тарелкой, на каком уровне колонны прекратить использование соотношений материального баланса отгонной секции и перейти к использованию уравнений баланса укрепляющей. [c.403]

Алгоритм трехдиагональной матрицы. Система уравнений материального баланса имеет трехдиагональную структуру, если рассматривать такие многостадийные процессы, как ректификация, абсорбция, экстракция и т. д. При матричной записи такой системы в случае расчета простой колонны ненулевыми будут элементы на главной и смежной с ней диагоналях. В случае комплексов колонн появляются не диагональные элементы, соответствующее связующим потокам. Таким образом, матрица коэффициентов системы уравнений баланса содержит большое число нулевых элементов и при использовании специальных методов хранения разреженных матриц может компактно размещаться в памяти машины. Компактность хранения информации является важнейшим достоинством методов расчета, основанных на трехдиагональной структуре матрицы коэффициентов. [c.338]

Принципиальная возможность расчета и перспективность использования азеотропно-экстрактивной ректификации была показана в работе [481, где предложена и схема алгоритма, основанная на методике релаксации. Однако основная задача состоит в разработке эффективной процедуры решения системы уравнений материального баланса, поскольку, обладая устойчивой сходимостью, метод релаксации весьма времеемок. Позднее был предложен комбинированный метод, основанный на методах релаксации и трехдиагональной матрицы [791. Другим подходом является использование метода Ньютона—Рафсона для решения системы уравнений материального баланса [801. И все же в виду сложности задачи основное внимание до сих пор уделяется разработке алгоритмов сведения материального баланса при отборе одной из фаз со ступени разделения или расслаивании целевых продуктов в гравитационных декантаторах. Но этим не исчерпываются особенности ректификации с расслаиванием жидких фаз. Большие возможности этого процесса заключаются в перераспределении потоков отдельных фаз внутри колонны на специальных устройствах [811 для создания необходимого температурного режима, а также изменения условий протекания процесса. [c.355]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология