Эффективность тарельчатых ректификационных колони

Эффективность тарельчатых ректификационных колонн [c.537]

Значительную переработку претерпела четвертая часть, где рассмотрены аппараты для проведения процессов массопередачи. При анализе работы аппаратов широко использован метод математического моделирования. Систематизированы математические модели различных типов аппаратов. Расширены вопросы, связанные с оформлением новых методов проведения процессов массопередачи насадочные эмульгационные колонны и аппараты с внешним подводом энергии. Заново представлены обш,ие закономерности гидродинамики барботажного слоя, влияние структуры потоков на эффективность тарельчатых колонн. Дана оценка эффективности массопередачи на тарелках прн разделении многокомпонентных смесей, систематизированы математические модели тарельчатых ректификационных колонн. [c.4]

Уравнение Фенске используется для определения к. п. д. тарельчатых ректификационных колонн. В этом случае в колонне разделяют смесь, близкую к идеальной при R = сх> (колонна работает на себя) и изменяют концентрации в верхней (х ) и в нижней частях колонны (х ). Полученное по уравнению (I, 111) число теоретических тарелок делят на число действительных тарелок, имеющихся в испытуемой колонне, и получают к. п. д. колонны. Уравнение Фенске используется также для установления эффективности насадочных и других ректификационных колонн. [c.54]

Перегонка с ректификацией - наиболее распространенный в химической и нефтегазовой технологии массообменный процесс, осуществляемый в аппаратах - ректификационных колоннах - путем многократного противоточного контактирования паров и жидкости. Контактирование потоков пара и жидкости может производиться либо непрерывно (в насадочных колоннах) или ступенчато (в тарельчатых ректификационных колоннах). При взаимодействии встречных потоков пара и жидкости на каждой ступени контактирования (тарелке или слое насадки) между ними происходит тепло- и массообмен, обусловленные стремлением системы к состоянию равновесия. В результате каждого контакта компоненты перераспределяются между фазами пар несколько обогащается низкокипящими, а жидкость - высококипящими компонентами. При достаточно длительном контакте и высокой эффективности контактного устройства пар и жидкость, уходящие из тарелки или слоя насадки, могут достичь состояния равновесия, то есть температуры потоков станут одинаковыми, и при этом их составы будут связаны уравнениями равновесия. Такой контакт жидкости и пара, завершающийся достижением фазового равновесия, принято называть равновесной ступенью, или теоретической тарелкой. Подбирая число контактных ступеней и параметры процесса (температурный режим, давление, соотношение потоков, флегмовое число и др.), можно обеспечить любую требуемую четкость фракционирования нефтяных смесей. [c.195]

Аппаратура процесса ректификации метанола-сырца не отличается от общеизвестной ректификационной, широко описанной в литературе. Для ректификации используют аппараты колонного типа. Выделение диметилового эфира может быть проведено в насадочных, барботажных или тарельчатых ректификационных колоннах. Однако колонны насадочного типа, как показывает опыт эксплуатации, недостаточно эффективны при давлении 10—12 ат они не обеспечивают полного отделения диметилового эфира. Тарельчатая колонна меньших габаритов даже лри большей производительности обеспечивает необходимую полноту очистки. [c.115]

Ректификационные колонны. Основная трудность математического отображения тарельчатых колонн состоит в написании адекватных выражений для учета влияния изменения скоростей потоков вдоль по тарелке на ее эффективность. В том случае, если имеется равновесная система газ — жидкость, колонну можно рассматривать как последовательность аппаратов идеального перемещивания с транспортным временем запаздывания. [c.182]

Рабочую высоту насадочных ректификационных колонн определяют методами, применяемыми для массообменных аппаратов с непрерывным контактом фаз [уравнения (III.32) и (III.33)1. Число тарелок в тарельчатых колоннах находят либо с помощью средней эффективности тарелки [уравнение (III.43) ], либо с помощью кинетической кривой, строящейся на основе эффективности тарелок по Мэрфри. Для определения средней эффективности колпачковых тарелок широко используют эмпирическую зависимость, график которой построен на рис. III. 14. Здесь на оси абсцисс отложено произведение средней вязкости жидкой фазы в колонне (в мПа-с) на относительную летучесть [c.63]

Эффективность тарельчатых абсорбционных и ректификационных колонн [c.701]

При выборе тарельчатых контактных устройств учитывают следующие показатели производительность гидравлическое сопротивление эффективность, диапазоны гидравлически устойчивой и эффективной работы, возможность ректификации сред, склонных к полимеризации и образованию осадков ремонтопригодность, материалоемкость. В случаях, когда нагрузки по пару и жидкости значительно изменяются по высоте ректификационной колонны, ее выполняют из частей разного диаметра, используя тарелки с различным числом потоков жидкости и свободным сечением для прохода паров. У колонн большого диаметра при вводе сырья в парожидкостном состоянии применяют распределительные устройства, обеспечивающие отделение паровой части от жидкой и организованную подачу жидкости на расположенную ниже ввода сырья тарелку. Для снижения уноса жидкости потоком паров в колоннах над вводом сырья и наверху могут устанавливать отбойные сепарационные устройства жалюзийно-го, сетчатого, струнного типов. [c.149]

Изучение механизма массопередачи в наиболее распространенном типе ректификационных колонн — тарельчатых колоннах, привело к выявлению влияния на эффективность процесса ряда специфичных для этой конструкции факторов. Среди них унос жидкости паром на вышележащие тарелки, перемешивание жидкости вдоль пути ее движения по тарелке, степень достижения равновесия между паром и жидкостью, конструктивные особенности колонны, влияющие на устойчивость работы аппарата я т, д. [c.4]

Расчет ректификационных колонн по ЧЕП может быть использован и при проектировании тарельчатых колонн. В этом случае эффективность одной тарелки характеризуется удельным числом единиц переноса на тарелку т у или т х [c.57]

Производство изотопов и веществ высокой чистоты характеризуется тем, что при небольшом его масштабе требуется высокая эффективность разделения. Этим требованиям отвечают маломасштабные ректификационные колонны тарельчатого и наса-дочного типа (с мелкой насадкой). [c.69]

Эффективность тарельчатых аппаратов в подобных условиях также довольно низкая. При ректификационной очистке цинка средний к. п. д. колонны составил около 30% [19]. Одной из причин низкой эффективности контактных устройств в подобных условиях является плохая смачиваемость поверхности насадки (тарелки) ректифицируемой жидкостью. [c.158]

Насадочные ректификационные колонны имеют меньшее по сравнению с тарельчатыми колоннами гидравлическое сопротивление, приходящееся на одну теоретическую тарелку. По этому показателю они вполне пригодны для разделения смесей под вакуумом. Наиболее распространенный тип насадочных массообменных колонн — аппараты с насыпной насадкой. Важнейшей частью колонн этого типа является насадка, служащая для развития поверхности контакта фаз, которая образуется жидкостью, смачивающей насадку. Важнейшими характеристиками насадки являются удельная поверхность а, т. е. поверхность единицы объема насадки, и свободный объем Уев- Увеличение удельной поверхности насадки благоприятствует повышению ее разделяющего действия. Однако это чаще всего связано с уменьшением свободного объема, что приводит к повышению гидравлического сопротивления. Поскольку при разделении смесей под вакуумом важно обеспечить достаточное разделяющее действие при минимальном гидравлическом сопротивлении, при выборе насадки создается ситуация, требующая принятия компромиссного решения. Наиболее распространенные и традиционно применяемые насадки для аппаратов, работающих при атмосферном или близком к нему давлении, в большинстве своем "оказались малопригодными для вакуумных аппаратов. Это потребовало разработки конструкции, исследования и организации производства новых типов насадок, обеспечивающих эффективную работу вакуумных аппаратов. [c.38]

Для обеспечения эффективного контактирования фаз ректификационные колонны снабжены внутренними устройствами. В зависимости от конструкции этих устройств осуществляется непрерывное (в насадочных колоннах) или ступенчатое (в тарельчатых колоннах) контактирование фаз. [c.112]

Величина Ро называется фактором разделения в безотборном режиме. Фактор разделения определяет разделительную способность колонны. Чем больше величина 0 отличается от а, тем больше эффект разделения, достигаемый в ректификационной колонне, по сравнению с эффектом разделения при обычном испарении жидкости. Уравнение (П-21) наглядно отражает многоступенчатость процесса ректификации и большую ее эффективность по отношению к простой перегонке. В это уравнение входит величина п— число теоретических тарелок (ЧТТ). В действительности разделение, достигаемое на реальной тарелке, всегда меньше теоретического. Практически межфазовое разделение на реальных физических тарелках в колонне составляет лишь долю (50—70%) от того разделения, которое соответствует теоретической тарелке и характеризуется соотношением (П-19). Эта доля носит название коэффициента полезного действия (к.п.д.) тарелки. Из многочисленных литературных данных известно, что к.п.д. тарелок различных конструкций существенно отличаются друг от друга. Таким образом, для оценки разделительной способности тарельчатой колонны, помимо знания величины и числа реальных тарелок в колонне, необходимо знать также и величину к.п.д. этих тарелок при выбранных условиях проведения процесса. [c.43]

Насадочные ректификационные колонны до настоящего времени остаются (наряду с тарельчатыми колоннами) основным типом колонных аппаратов в самых различных отраслях химической и нефтехимической промышленности. При создании соответствующих гидродинамических условий эффективность насадочных колонн может быть достаточно высокой, сравнимой с эффективностью тарельчатых аппаратов. [c.271]

В случае тарельчатых (полочных) аппаратов принимаются модели структуры потоков для каждой ступени и для межтарельча-того пространства, а для насадочных аппаратов модель принимается по всей его длине (высоте). Рассмотрим в качестве примера связь между гидродинамической структурой потоков и эффективностью в тарельчатых ректификационных колоннах. Для ректификационной колонны с произвольным количеством вводов питания и боковых отборов, имеющей N тарелок и снабженной кипятильником и дефлегматором, можно записать следующую систему уравнений (рис. 4.10). [c.129]

С. Г. Стрижов [245] проводил опыты по очистке радиоактивно-загрязненных вод методом дистилляции на выпарном аппарате с / =100 м и на пятитарельчатой ректификационной колонне с туннельными колпачками. Установлено, что при пенообразовании очистка практически не происходила. При работе в пленочном режиме (выносная греющая камера выпарного аппарата заполняется на 10—25%) на пенящихся сбросах получены коэффициенты очистки 10 —10 . Для уменьшения солевого уноса с паро-воздушной смесью был опробован способ поддува сжатого воздуха в сепаратор выпарного аппарата (3—5 л /ч при давлении 0,05 атм). При этом унос солей уменьшился в 2 раза. В работе указано, что колпачковые тарельчатые ректификационные колонны удобны в эксплуатации и дают высокую эффективность очистки вторичного пара, [c.171]

Рабочую высоту насадочных и тарельчатых ректификационных колонн определяют теми же методами, что и для абсорбционных и экстракционных колонн (см, разд. 3, К. ). Так, число тарелок. можно найти на основе данных для средней эффективности тарелок. Для оценки средней эффективности колпачковых тарелок можно использовать эмпирическую зависимость [11 , приведенную на рис. 3.9. На графике по оси абсцисс отложено прои зведение рассчитанной ио составу исходной смеси среднемолярной вязкости компонентов в жидком состоянии [в мГ1а-с) на среднее 1начение относительной летучести [c.119]

Надежные расчеты эффективности экстракционных колонн представляют собой трудную задачу. Причина этого заключается не только в более позднем резвитии методов этих расчетов по сравнению, наиример, с методами расчета теплопередачи или тарельчатых ректификационных колонн, но также и в качественном отличии самого процесса экстракции. Это различие проявляется в более значительном продольном перемешивании в обеих жидких фазах. Вследствие этого коэффициенты массопередачи, определяемые в модельных аппаратах без учета продольного перемешивания, не соответствуют коэффициентам в промышленных установках. Исследования показали, что в некоторых промышленных экстрак-цпонных колоннах 60—75% их эффективной высоты теряются вследствие лродольного перемешивания. [c.173]

Для обеспечения эффективного контактирования фаз ректификационные колонны снабжаются внутренними устройствами. В зависимости от конструкции этих устройств осуш ествляется непрерывное (в насадочных колоннах) и ступенчатое (в тарельчатых колоннах) контактирование фаз. В результате противо-тэчного контактирования паровая фаза обогащается низкокипя--щпми компонентами, а жидкая — высококипящими. [c.122]

Ниже будут рассмотрены достаточно строгие и проверенные авторами методики определения а с помощью ректификационной колонны. При этом в принципе могут быть использованы лабораторные ректификационные колонны любого типа — пленочные безнасадочные, наса дочные, тарельчатые. Предпочтительней, однако, использовать оннсанные ниже ректификационные колонны с мелкой насадкой — они просты по устройству и дают высокую эффективность разделения. [c.24]

Отклонением от указанной схемы оценки и выбора ректификационных аппаратав являются случаи, когда применение некоторых ректификационных колонн диктуется специальными требованиями, вытекающими из нужд предприятия и условий проведения процесса. Так, например, для получения термически нестойких веществ высокой чистоты в колоннах высокой эффективности при небольших остаточных давлениях (—10—20 мм рт. ст.) целесообразно использовать аппараты со спирально-призматической насадкой малых размеров, обладающей малым удельным гидравлическим сопротивлением на единицу переноса АР/Н у. Возможность применения тарельчатых колонп в этом случае сомнительна. Представляется также перспективным применение для этих целей роторных и пленочных колонн, работа которых подробно описана в монографии [129, с. 38]. К подобному же выводу можно, по-видимому, прийти при выборе ректификационных колонн для разделения изотопов в системах с а, мало отличающимся от единицы. [c.124]

Многие работы посвящены изучению эффективности ректификационных колонн различного типа при очистке галогенидов кремния [76]. Авторы считают, что при концентрации примесей менее 0,1 % последние не влияют на работу колонн. В лабораторньГх, условиях было проведено сравнение работы тарельчато-колпачковой, тарель- [c.77]

Это принципиальное различие в приемах исслсдоваиая работы колонн объясняется тем, что в насадочной ректификационной колонне осуществляется типичный противоточный дифференциальный процесс, потоки жидкости и паров находятся в постоянном контакте и перенос вещества между фазами происходит непрерывно. Если в тарельчатой колонне при переходе от одной ступени к другой температуры и составы фаз приобретают конечные приращения, то эти же основные параметры процесса в насадочной колонне при переходе от одного ее горизонтального уровня к другому, бесконечно близкому, изменяются лишь на дифференциально малые величины. Очевидно, к ана.лизу работы насадочной колонны применимы лишь такие методы исследования, которые учитывают эти особенности непрерывно протекающего процесса массообмена. Поэтому в последующем изложении эффективность насадочной колонны выражается на основе концепции единицы переноса, учитывающей непрерывное изменение составов фаз, контактирующих по высоте насадки. [c.333]

Для реализации этих задач в последние годы в ректификационных колоннах все шире используются новые, более эффективные контактные устройства — регулярные насадки, а также нерегулярные разделительные устройства — каскадные мини-кольца. Эти устройства позволяют повысить эффективность разделения сложных углеводородных смесей, пропускную способность действующих тарельчатых колонн, уменьшить перепад давления на одну теоретическую ступень разделения, улучшить качество отбираемых погонов. На обычных тарелках пары пробулькивают через слой жидкости. Насадка же позволяет интенсифицировать тепло- и массообмен за счет непрерывного поверхностного взаимодействия пленки стекающей жидкости и поднимающихся паров, уменьшить унос капель жидкости парами. [c.362]

В совмещенном прямом цикле АХМ использван регенеративный теплообмен между потоками слабого и крепкого раствора при этом снижаются потери от необратимости теплообмена в генераторе и абсорбере, уменьшаются расходы греющего пара и охлаждающей воды. Крепкий раствор после теплообменника XII направляется на орошение насадки ректификационной колонны. Применение ее в АХМ обусловлено повышением эффективности холодильного цикла с ростом концентрации пара (при равном давлении температура кипения чистого аммиака ниже). Ректификационная колонна АХМ обычно комбинированная нижняя часть насадочная, верхняя — тарельчатая. Дальнейшее повышение концентрации пара происходит в дефлегматоре II за счет охлаждения потока пара. Стекающая флегма используется для орошения тарельчатой части ректификационной колонны. Обычно концентрация пара на выходе из дефлегматора более 0,995. Следует, однако, иметь в виду, что охлаждение пара приводит к ухудшению показателей совмещенного прямого цикла и увеличению расхода тепла в генераторе. [c.185]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология