Термодинамические основы процесса ректификации

В основу потарелочного термодинамического расчета ректификации нефтяных смесей в сложных разделительных системах в работе [84] положены коэффициенты разделения компонентов р,-между смежными секциями колонны. В качестве итерируемых величин приняты логарифмы коэффициентов разделения T] = lg pi, обеспечивающие получение более стабильного решения. Подробно с использованием коэффициентов разделения для анализа и расчета процесса ректификации можно ознакомиться по работе [84]. [c.93]

Расчет ректификации непрерывных смесей на основе интегрального метода представления состава смеси сводится к нахождению кривых функций распределения состава при тех же потоках и числах теоретических тарелок [80]. В целом порядок термодинамического расчета процесса ректификации при интегральном методе представления состава непрерывной смеси не меняется, [c.87]

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ [c.7]

Книга посвящена основам термодинамической теории процессов перегонки и ректификации. На основе. химической термодинамики излагается учение о равновесии и свойствах растворов и паров, теория перегонки и ректификации, методы расчета ректификационных колонн, вопросы азеотропной и экстракционной перегонки. [c.2]

Другой особенностью расчета процесса ректификации нефтяных смесей является необходимость комплексной оценки свойств получаемых продуктов. Как известно, расчет процесса ректификации выполняется с целью определения таких условий его проведения, которые обеспечивают получение продуктов с заданными эксплуатационными свойствами. В то же время большинство эксплуатационных свойств нефтепродуктов определяется не температурными пределами выкипания получаемых фракций, лежащих в основе термодинамического расчета процесса ректификации. Эго вызывает необходимость использоваиия дополнительных расчетов для перехода от эксплуатационных свойств нефтепродуктов к температурам выкипания нефтяных смесей или для обратных пересчетов. [c.88]

Оценка влияния гидроокиси и сульфата аммония на относительную летучесть 2,6-лутидина в смеси проводилась согласно известным термодинамическим основам процесса солевой ректификации двойных, тройных и многокомпонентных смесей [1]. Коэффициент относительной летучести 2,6-лутидина для тройной системы без добавления минеральных компонентов а вычисляли по уравнению [c.117]

В первой части своего двухтомного труда [53] Термодинамические основы ректификации и экстракции Шуберт обсуждает принципы термодинамики многофазных систем, а также вопросы классификации и разделения бинарных смесей. Вторая часть посвящена тройным системам, экстракционному разделению двух компонентов с помощью одного или нескольких растворителей, специальным методам селективной ректификации, а также проблемам ректификации и экстракции многокомпонентных смесей. Приведенные в этой книге частные теоретические положения, справедливые для процессов ректификации, логически следуют из строгих термодинамических принципов. [c.17]

Термодинамическая теория равновесия между жидкостью и паром позволяет вскрыть основные закономерности фазового равновесия и исследовать типы диаграмм состояния. Фактически каждый тип отражает физико-химическую природу многокомпонентной смеси, которая непосредственно сказывается на характере протекания фазовых процессов между жидкостью и паром. В основе процесса ректификации, который широко используется в химической технологии, лежат фазовые превращения жидкость—пар, однако этот процесс многосторонний, и связь отдельных сторон, особенно в случае азеотропных смесей, довольно сложна и пока относительно мало изучена. [c.130]

На рис. 44 на основе полученного математического описания изображен термодинамически обратимый процесс ректификации тройной смеси АВС (р=1 Ха = 0,3 Хв=0,4 Хс=0,3 ал = 3 ав = 2 ас = 1 Р=1). На рисунке показано изменение [c.190]

ЧТТ и ЧЕП. На стадии расчета схемы выполняют также термодинамический расчет процесса ректификации, в результате которого определяется ЧТТ в РК (см. гл. III). Данные о ЧТТ позволяют оценить правильность принятых при расчете схемы параметров узла ректификации и служат основой для определения числа реальных тарелок (см. гл. IV). [c.173]

Оптимальная температура питания определяется в основном затратами на теплоноситель и хладоагент. Анализ приведенных затрат показывает, что при дорогом хладоагенте невыгодно перегревать сырье, т. е. лучше направлять его в колонну при температуре кипения или даже в переохлажденном состоянии, В связи с этим в процессах низкотемпературной ректификации сырье всегда подается при температуре кипения. В то же время при использовании дешевых хладоагентов и дорогих теплоносителей становится выгодным подавать сырье в колонну в паро-жидкостном состоянии. При отсутствии особых требований к хладоагенту и теплоносителю анализ эксплуатационных затрат и термодинамический анализ процесса на основе критерия оптимальности, описываемого уравнением (1У.З), показывает, что в этом случае оптимальная температура питания примерно соответствует доле отгона сырья, равной мольному отбору дистиллята [96]. [c.238]

Уравнение парожидкостного равновесия совместно с балансными соотношениями составляет основу термодинамического расчета, широко используемого при практической реализации процессов ректификации и абсорбции. На базе термодинамического расчета определяется возможная разделительная способность установки, максимальная и фактическая работа разделения или термодинамическая эффективность процесса. Термодинамический расчет позволяет также выявить основные источники термодинамических потерь и, следовательно, наметить возможности интенсификации процессов разделения, поскольку, как правило, процессы, более совершенные с термодинамической точки зрения, являются экономически оптимальными. [c.11]

Более глубокое изучение процесса ректификации возможно лишь на основе рассмотрения термодинамических особенностей процесса массопередачи в ректификационной колонне. [c.67]

Одной из существующих классификаций методов расчета процессов разделения является выделение проектной и проверочной постановки задачи расчета [212, 222]. В данном случае под проектным расчетом понимается определение режимных и конструктивных параметров установки ректификации (число тарелок в колонне, положение тарелки питания, величины флегмового числа и т. д.), при которых обеспечивается получение продуктов разделения заданного качества. Именно для решения такого класса задач и предназначены графические и аналитические методы расчета процессов ректификации. Если же рассматривать такую задачу, как определение оптимального места ввода потока питания в колонну (такого положения тарелки питания Мр, при котором разделительная способность колонны оптимальна), то она, как правило, до настоящего времени решалась на основе анализа соотношения состава потока питания и состава жидкости (для случая однофазного жидкого питания) на тарелке колонны [194]. Тогда, очевидно, необходимо располагать данными о составах смеси на тарелках колонны, что для процесса ректификации многокомпонентных смесей невозможно без проведения расчетов с использованием ЭВМ. В то же время аналогичная задача может быть решена при моделировании установки разделения с использованием более сложных методов расчета и оценкой получаемой эффективности разделения в терминах ранее рассмотренного термодинамического коэффициента полезного действия (21—26). Более интересным методом определения Ыр является метод, основанный на минимизации возрастания энтропии процесса разделения, являющегося следствием введения потока питания в колонну [232], который был использован совместно [c.49]

Научной основой процессов перегонки, ректификации, абсорбции и подобных является учение о термодинамическом равновесии, основные положения которого излагаются в курсах физической химии и химической термодинамики. [c.56]

Предлагаемая вниманию читателя книга посвящена систематическому изложению термодинамической теории и методов расчета перегонки и ректификации. В основу книги положены сложившиеся к настоящему времени положения термодинамической теории процессов разделения ц результаты собственных исследований автора. [c.3]

В. Б. Когана. За последние годы здесь разработаны термодинамические методы проверки и расчета фазовых равновесий в жидких бинарных и многокомпонентных системах, а также термодинами ческие основы процессов азеотропной и экстрактивной ректификации, получаюш их широкое применение в промышленности для разделения сложных смесей [14]. Предложен ряд технологических процессов разделения смесей, основанных на этих методах. Проведена большая работа по систематизации и обобщению экспериментальных данных по растворимости и по равновесиям между жидкостью и паром. [c.183]

Уравнение (121) имеет важное значение для теории процессов азеотропной и экстрактивной ректификации, так как оно не только доказывает возможность выбора разделяющих агентов на основе оценки степени неидеальности бинарных систем, но позволяет также термодинамически точно определять среднее увеличение коэффициента относительной летучести, вызываемое разделяющим агентом, по данным о равновесии в бинарных системах. [c.39]

Научной основой теории процессов перегонки и ректификации является учение о термодинамическом равновесии. Основные понятия и положения этого учения излагаются Б курсах физической химии и химической термодинамики с общей точки зрения, не имеющей в виду специального развития вопросов, непосредственно относящихся к этим частным процессам. [c.7]

По величине отношения предельных коэффициентов активности разделяемых компонентов в растворителях можно судить о максимальной селективности растворителя при данной температуре [6,7,10]. Этот термодинамический критерий селективности растворителей, например, по отношению к системам насыщенный углеводород — ароматический углеводород используется для выбора высокоэффективных разделяющих агентов в процессах экстракции, экстрактивной и азеотропной ректификации. Так, в последнем обзоре [7] приведены данные о селективности 683 растворителей по отношению к различным модельным системам гексан — бензол, циклогексан — бензол, 1-гексен— бензол, рассчитанные на основе значений предельных коэффициентов активности углеводородов, опубликованных в мировой литературе. [c.3]

Другой аспект этого исследования состоял в помощи проектным организациям, которые, как известно, до сих пор не могли производить кинетические расчеты процессов разделения ввиду отсутствия достоверной методики расчета. Настоящее исследование, проведенное лабораторией процессов разделения нашего института, базируется на разработанной нами новой расчетной методике. Эта методика охватывает всю совокупность термодинамических, гидродинамических и геометрических факторов, определяющих процессы разделения, и в частности ректификацию, и основана на гидродинамической теории массообмена, развиваемой нами с 1955 г. [1, 2]. В связи с новизной вопроса мы вкратце изложим основы этой теории и нашу методику расчета. [c.190]

В книге рассматриваются основные процессы химической технологии прикладная гидравлика (осаждение, фильтрация, центрифугирование, очистка газов от пыли, флотация), тепловые процессы (основы теплопередачи, нагревание, охлаждение, кипение и конденсация, выпаривание), термодинамические процессы, включающие вопросы умеренного и глубокого охлаждения, диффузионные процессы (основы массопередачи, перегонка и ректификация, абсорбция, экстракция, сушка, адсорбция, кристаллизация). [c.935]

Научной основой теории процессов перегонки и ректификации является учение о термодинамическом равновесии. Основные понятия и положения этого учения излагаются Б курсах физической химии и химической термодинамики с общей точки зрения, не имеющей в виду специального развития вопросов, непосредственно относящихся к этим частным процессам. Поэтому ввиду особой важности учения о равновесии имеет смысл привести изложение основных понятий этой теории и тех ее выводов, которые имеют важное значение для развития научных основ теории процессов перегонки и ректификации. [c.7]

Литературные источники по вопросу ректификации с водяным паром касаются главным образом теории фазового равновесия и расчета равновесия в присутствии водяного пара. В этой области широкой известностью пользуются работы профессора А. М. Трегубова [1], С. Н. Обрядчикова [2], А. И. (Скобло [3], С. А. Багатурова [4], в которых разработаны вопросы термодинамического равновесия углеводородных систем при наличии водяного пара в паровой фазе, проанализирован идеальный процесс ректификации с водяным паром в отгонных колоннах, дана методика аналитического расчета таких колонн. Однако в указанных работах не ставились вопросы о влиянии водяного пара как инертного компонента в паровой фазе на процессы массо- и теплопереноса между паровой и жидкой фазами, которые лежат в основе процесса ректификации в целом, а также вопросы количественной н качественной оценки четкости разделения углеводородных систем с инертным компонентом. В то же время современные тенденции интенсификации перегонки нефти требуют более глубокого изучения процесса ректификации, и одним из направлений такой работы являются вопросы кинетики процесса в присутствии водяного пара. [c.84]

Изучение локальных и некоторых нелокальных закономерностей диаграмм фазового равновесия азеотропных смесей получило большое развитие и было обобщено в монографии В. Т. Жарова и А. А. Серафимова Физико-химические основы дистилляции и ректификации . Данное направление исследований оформилось в термодинамико-топологический анализ структурных закономерностей диаграмм фазового равновесия. Развитие этого направления способствовало разработке основ качественной термодинамической теории процессов ректификации. [c.10]

Выполненные авторами теоретические и расчетные исследования позволили сформулировать основы качественной термодинамической теории процессов ректификации, т. е. установить взаигйосвязь между структурой концентрационного пространст-иа, рсжнмим процесса разделении кач-с-стзсппы- [c.10]

В настоящей статье на базе ранее проведенного термодинамического анализа процесса ректификации рассматривается вопрос о взаимосвязи изменения концентраций компонентов (линий ректификации) с тепловыми эффектами, наблюдающимися в самом процессе ректификации. В основу положена физическая модель процесса ректификации, основанная на одновременно происходящих процессах — испарении и конденсации. При этом каждое сечение проточной системы рассматривается как квазиизолированная система, в которой соблюдается адиабатичность [c.55]

В книге рассмотрены основные положения строгой термодинамической теории фазового равновесия между жидкостью и паром, дана теория процессов открытого испарения и дистилляции. Большое внимание уделено термодинамико-топологическим структурным закономерностям диаграмм азеотропных смесей, описаны явления азеотропи и правила преобразования фазовых диаграмм. На основе различных моделей массообмена проанализированы процессы непрерывной и периодической ректификации, освещены специальные приемы ректификации, описаны типовые комплексы ректификационных колонн, принципы и методика составления технологических схем ректификации. [c.2]

Гипотеза теоретической тарелки не воспроизводит в точности действительной картины явления, нротекаюш его в контактной ступени, ибо основана на статическом представлении процесса. Тем не менее эта концепция позволяет осуществить анализ и расчет процесса разделения псходной смеси в ректификационной колонне и получить достаточно близкую к действительности картину реального процесса, несмотря на наше неумение вполне компетентно и всесторонне исследовать сложные явления массопередачи, происходящие на практической ступени контакта. Другим обоснованием целесообразности разработки термо-динамической теории ректификации является установившийся, по-видимому, окончательно взгляд, согласно которому ис- I следование и определение эф-фективности практических ступеней разделения оказывается, как правило, задачей менее трудной, чем непосредственное изучение диффузионной картины процесса ректификации в реальной колонне. Таким образодЕ, термодинамическая теория ректификации является пока первой ступенью общей теории ректификации. Для суяедения о направленности самопроизвольных процессов энергообмена и массообмена в отдельно взятой контактной ступени следует рассмотреть ее работу на основе метода теоретической тарелки. [c.123]

Рассмотрение круга вопросов, образующих научную основу теории процессов перегонки и ректификации, в различных случаях может быть проведено с различной глубиной. Одни из этих вопросов разработаны глубоко и тщательно, тогда как по другим имеются лишь предварительные скудные данные, не идущие дальше первого приближения в установлении сущности изучаемого явления. В одних случаях привлечение сведений из соответствующих смежных областей позволяет дать точную количественную оценку явления, в других же случаях приходится ограничиваться первым качественным приблил<ением ввиду недостаточности и недоработанности имеющихся данных. Так, например, привлечение надлел<ащих сведений из химической термодинамики позволяет создать серьезное основание для построения термодинамической теории процессов перегонки и ректификации, тогда как сведения, имеющиеся по вопросам механизма парообразования и диффузии в колоннах, еще недо- [c.4]

Как известно в основе определения избыточной энергии Гиббса лежат величины коэффициентов активности компонентов, получаемые из экспериментальных данных о равновесии жидкость— пар. Анализ литературных сведений о равновесиях жидкость— пар в бинарных системах вода — неэлектролит указывает на многочисленность подобных исследований. При этом абсолютное большинство экспериментальных данных относятся к изобарическим условиям. Подобные данные полезны и необходимы для расчета процессов ректификации и разделения смесей.- Однако для выполнения теоретического анализа термодинамических свойств изучаемых систем, включающего, прежде всего, сопоставление и (для нахождения S ), необходимы сведения о 0 х) при Т = onst, которые могут быть получены лишь из данных о равновесии жидкость — пар при постоянной температуре. [c.100]

Анализу физико-химических и термодинамических свойств компонентов и условий фазового равновесия отводится при синтезе схем первостепенная роль. По существу, на него возложены функции генерации эвристических правил на основе исследования свойств реальных смесей. На этапе анализа выявляется, во-первых, принципиальная возможность применения того или иного способа получения целевых продуктов и, во-вторых, область принципиально возможных вариантов схем (см. гл. 4). Может оказаться, что отдельные компоненты смеси образуют азеотропы, и тогда для разделения последних необходимо применять процессы типа азеотропной ректификации, экстракции и т. п. Аналогичная ситуация возникает и при наличии близкокипящих смесей, разделение которых неэффективно обычной ректификацией. С другой стороны, анализ позволяет выявить такие характеристики компонентов (склонность к полимеризации, коррозиоиность и т. п.), которые будут определять начало технологической схемы. Выявление азеотропных смесей и их составов, определение границ областей непрерывной ректификации, а также других особенностей исходной смеси есть формирование эвристических правил, исходящее из физико-химических и термодинамических особенностей смеси, и их учет приводит к значительному сокращению размерности задачи синтеза. [c.489]

Рассмотренная термодинамическая теория ректификации многокомпонентных углеводородных систем является основой для анализа работы сложной колонны. Неизбежные вычислительные трудности, связанные с наличием большого числа компонентов и слончностью протекающего процесса, не должны служить основанием для привлечения эмпирических расчетных приемов, вводящих искажающие условности в действительное протекание процесса. Эти трудности проще всего могут быть преодолены нри помощи современных счетных машин, и в этом направлении уже ведется интенсивная работа. [c.425]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология