Эффективная разделительная способность тарелок

Таким образом, при известной гидродинамике потоков задача расчета разделительной способности тарелки состоит из расчета локальной эффективности массообменного элемента, матрицы коэффициентов эффективности для соответствующей модели структуры потоков, усредненного состава пара, уходящего с тарелки. [c.353]

Таким образом, понятие точечной эффективности контакта для многокомпонентной смеси теряет физический смысл и может использоваться лишь для формального выражения наблюдаемой разделительной способности тарелки. [c.295]

Примем следующие допущения коэффициент относительной летучести не изменяется по высоте колонны потоки пара и жидкости постоянны по высоте секций колонны тарелки имеют постоянную эффективность разделительная способность куба колонны эквивалентна теоретической тарелке используется полный конденсатор. [c.203]

Эффективность (разделительная способность) колонки измеряется числом теоретических тарелок (ТТ). Теоретической тарелкой называют высоту секции колонки, создающей такое различие в составах жидкости и ее пара, какое должно быть между кидкостью и ее паром, находящимися в равновесии. Определение числа теоретических тарелок, характеризующего эффективность данной колонки, производится особым расчетом, основанным на опытных данных, полученных при разгонке искусственных смесей, например, смеси бензола и дихлорэтана . Число ТТ колонки соответствует числу простых перегонок, которые надо было бы произвести для того, чтобы добиться Такого же разделения, как при однократной перегонке на колонке. [c.27]

Таким образом, время пребывания жидкости на тарелке непосредственно связано с эффективностью тарелки и коэффициентом массопередачи. Если учесть, что к. п. д. является формальным выражением степени достижения равновесного состояния (для равновесной ступени эта величина равна единице), то из формулы (УП,50) следует, что достижение равновесных условий на ступени разделения зависит от условий массопередачи. Чем выше коэффициент массопередачи, тем меньшее время пребывания (объем удерживаемой жидкости) необходимо для достижения максимальной разделительной способности тарелки. Из формулы (УП,49) следует, что состав жидкости, поки- [c.269]

Из выражения (Х.189) следует, что точечная эффективность контакта зависит не только от локальных условий массопередачи, которые учитываются матрицей локальных эффективностей [т], но также и от движущих сил компонентов разделяемой смеси. Точечная эффективность, определяемая формулой (Х.189), для многокомпонентной смеси может быть как больше 1, так и отрицательной. Таким образом, понятие точечной эффективности контакта для многокомпонентной смеси теряет физический смысл и может использоваться лишь для формального выражения наблюдаемой разделительной способности тарелки. [c.358]

С другой стороны, эффективность практической тарелки можно оценивать и той степенью приближения к равновесному состоянию, которого достигают уходящие с нее потоки паров и флегмы, но это определение следует вести экспериментальным путем, ибо предложенная Мерфри формула является приближенной и не может быть рекомендована. Таким образом, существующие методы оценки разделительной способности ректификационных тарелок остаются пока опытными. [c.68]

Парциальный дефлегматор следует рассматривать как массообменный аппарат, в котором происходит дополнительное разделение в условиях противотока с непрерывной конденсацией части паровой фазы. В качестве характеристики разделяющей способности дефлегматора обычно используется задание его эффективности разделения, аналогично тому, как это делается при задании к. п. д. тарелки (см. табл. 15, модель 2). Однако это — грубое приближение, поскольку невозможно, например, моделировать парциальные дефлегматоры с эффективностью разделения больше 1, и, кроме того, появляются трудности с учетом влияния параметров режима не разделительную способность дефлегматора. [c.304]

Заметим, что эффективности любой из моделей являются функциями матрицы коэффициентов массопередачи. Поэтому для расчета их необходимо использовать формулу (2-58). Формулы для вычисления эффективности других гидродинамических моделей движения жидкости можно найти в [471. Наряду с рассмотренным способом оценки разделительной способности допускается расчет по теоретическим ступеням разделения, при задании постоянных КПД тарелки по всем компонентам разделяемой смеси, при задании постоянных локальных КПД массообменных зон соответствующей гидродинамической структуры. [c.128]

Парциальный дефлегматор необходимо, вообще говоря, рассматривать как массообменный аппарат, в котором происходит дополнительное разделение в условиях противотока с непрерывной конденсацией части паровой фазы. В литературе пока неизвестны примеры подобного подхода к математическому описанию дефлегматора. Практически в качестве характеристики его разделения используется задание его эффективности разделения, аналогично тому, как это делается при задании к. п. д. тарелки. Естественно, что подобный подход является весьма грубым приближением к действительности, поскольку в этом случае не представляется возможным, например, моделировать парциальные дефлегматоры с эффективностью разделения больше 1, и, кроме того, появляются трудности с учетом влияния параметров режима на разделительную способность дефлегматора. [c.258]

Для оценки разделительной способности колонки используется величина ВЭТТ, т. е. высота, эквивалентная теоретической тарелке [Л. 140]. Если рассматривать эффективность колонки с термодинамической точки зрения, то величину ВЭТТ можно выразить следующим образом [c.98]

Высококипящие и остаточные фракции нефти содержат значительное количество гетероорганических смолисто-асфальтеновых соединений и металлов, попадание которых при перегонке в дистилляты резко ухудшает их эксплуатационные характеристики и значительно усложняет последующую их переработку. Это обстоятельство обусловливает необходимость организации четкой сепарации фаз в секции питания атмосферной и особенно вакуумной колонн. Эффективной сепарации фаз в секции питания колонн достигают установкой специальных сепараторов (отбойных тарелок, насадок и т. д.), улавливающих мельчайшие капли (туман, пена, брызги) кубовой жидкости, а также промывкой потока паров стекающей жидкостью в специальной промывной тарелке. Для этого и с целью повышения разделительной способности нижних тарелок сепарационной секции колонны необходимо обеспечить некоторый избыток орошения, называемый избытком однократного испарения, путем незначительного перегрева сырья (но не выше предельно допустимой величины). Доля отгона при однократном испарении в секции питания колонны должна быть на 2-5 % больше выхода продуктов, отбираемых в виде дистиллята и боковых погонов. [c.108]

Из предыдущего следует, что отклонение практической тарелки от нормы работы теоретической ступени контакта имеет следствием сужение разрыва между составами фаз на смежных тарелках, приводящее неизбежно к увеличению числа практических тарелок против теоретически необходимого для данного разделения. Зто сужение разрыва между составами одноименных жидких или паровых фаз может быть использовано для оценки степени отклонения практической тарелки от теоретической, иначе говоря, для установления ее эффективности. Обычно используется отклонение в составах паровых фаз, хотя в равной мере могло быть привлечено для оценки разделительной способности практической тарелки и отклонение составов жидких фаз, стекающих в смежных отделениях колонны. [c.357]

Основной частью прибора для низкотемпературной ректификации газа является ректификационная колонка. Колонки обладают различной разделительной способностью, зависящей главным образом от их конструкции и от примененной насадки. Четкое разделение углеводородных газов —С4 на отдельные фракции с интервалом кипения более 30° может быть успешно выполнено на колонке, эффективность которой соответствует 10—12 теоретическим тарелкам (в рабочих условиях). Колонки более эффективные требуются для разделения близкокипящих углеводородов. В частности, такие колонки необходимы для разделения углеводородов С . [c.84]

Эффективность пары, состоящей из смежных подвижного и неподвижного колец, составляет 0,6—0,8 от эффективности теоретической тарелки, а сопротивление равно 10—15 Па. Аппараты такого типа обладают высокой разделительной способностью, но малой производительностью, так как живое сечение контакт- [c.166]

Разделительная способность колонны в основном зависит 1) от коэффициента разделения а, свойственного данному раствору, и состава разделяемой смеси 2) от числа тарелок в колонне 3) от эффективности работы каждой тарелки, что в свою очередь зависит от скорости проведения процесса и конструктивных особенностей тарелки. [c.31]

Разделительная способность колонки характеризуется ее эффективностью, которая измеряется числом теоретических тарелок . Теоретическая тарелка —это идеальная тарелка, которая создает такое различие в составах жидкости и ее пара, какое должно быть между жидкостью и ее паром, находящимися в равновесии. [c.109]

Числитель под корнем представляет собой высоту эквивалентной теоретической тарелки (в. э. т. т.), которая служит мерой эффективности колонки. Поэтому минимум этого выражения соответствует оптимуму разделительной способности, который имеет место вследствие наличия газовой диффузии и массообмена между двумя фазами при определенной скорости. [c.40]

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]

При устойчивой и равномерной работе тарелок промышленных размеров с чисто перекрестным током фаз, таких, как колпачковые, клапанные и ситчатые, жидкость сравнительно мало перемешивается по длине тарелки и достаточно интенсивно перемешивается по высоте вспененного слоя. При правильной организации движения потоков пара и жидкости по тарелке. структуры потоков в области устойчивой работы тарелки обычно характеризуются сравнительно небольшой поперечной неравномерностью, небольшим количеством застойных зон и байпасных потоков. Однако при чрезмерно больших нагрузках по жидкости и при отсутствии необходимых конструктивных решений структуры потоков могут сильно отличаться от идеальных и характеризоваться значительной неравномерностью. Этот факт не следует забывать при расчете и проектировании контактного устройства, поскольку наличие указанных структур может сильно уменьшить общую эффективность массопередачи и привести в итоге к потере заданной разделительной способности аппарата в целом. [c.114]

Значительное улучшение эксплуатационных характеристик решетчатых и ситчатых тарелок провального типа достигается путем установки на большинстве (70—80%) щелей или отверстий клапанов прямоугольной или круглой формы [411, 412]. Изучение разделительной способности колонн с провальными тарелками обычной конструкции, имеющими клапаны, показало, что [411] производительность, эффективность и диапазон их устойчивой работы увели- [c.202]

Из сравнения результатов по определению эффективности тарелок одной и той же конструкции при заданных условиях указанными способами следует, что найденные значения КПД не сильно отличаются друг от друга, особенно при небольших величинах а. Например, для Е = 80% из выражения (3.79) получаем, что при а - 1,1 Ем = 79 , а при а = 2 Ем = 74%. Это дает основание для практического применения наиболее простого из рассмотренных способов, позволяющего использовать соотношение (3.78) для определения КПД тарелки. Из опубликованных в литературе экспериментальных данных известно, что КПД тарелок разных конструкций заметно отличаются друг от друга [170, 194]. Это накладывает определенные ограничения при конструировании колонн с заданной производительностью и разделительной способностью. [c.72]

Сравнение рассмотренных методов расчета эффективности насадочных колонн показывает, что метод расчета с использованием понятия теоретическая тарелка является формальным. В литературе предлагалось или изъять этот метод из расчетной практики, или же пользоваться им лишь при анализе работы тарельчатых колонн [268, 269]. Однако, поскольку этому понятию соответствует вполне определенный физический смысл, он наравне с понятием единица переноса широко используется при рассмотрении работы насадочных колонн. Следует заметить, что отсутствие удовлетворительных методов расчета константы массообмена [14], через которую выражаются величины ВЭТТ и ВЕП,. вынуждает прибегать при оценке ЧЕП и ВЕП, так же как и при оценке ЧТТ и ВЭТТ, к экспериментальному определению разделительной способности колонны или к использованию соответствующих эмпирических уравнений [270]. [c.93]

Ректификация бинарной смеси. В первом приближении при моделировании процесса ректификации колонна описывается по теоретическим ступеням (тарелкам). Так, двадцатитарелочная колонна с эффективностью тарелки, равной 70%, может быть адекватно заменена четырнадцатиступенчатой теоретической равновесной колонной, каждая из ступеней которой имеет разделительную способность, равную /о,7 от разделительной способности тарелки описываемой неидеальной колонны. На рис. У1П-8 схематически представлена эквивалентная теоретическая тарелка, характеризуемая равновесием между поднимающимся паром и жидкостью, покидающей данную ступень, что для бинарной смеси (для л-й ступени) может быть выражено следующим образом [c.157]

Величина п характеризует эффективную разделительную способность данной тарелки. Как показали обстоятельные работы Киршбаума, Кольборна, Шервуда и др., действительная эффективность тарелки является сложной функцией физических свойств разделяемых веществ концентрации компонентов, скорости пара, расстояния между тарелками, высоты слоя жидкости, через кото-р ый барботирует пар, конструкции деталей тарелки. Поэтому единственно надежным способом определения эффективности тарелки является опытная проверка ее работы на интересуюш,ем веществе в рабочих условиях. [c.65]

В процессе пер,егонки на ректификационной колонке имеет место последовательное и многократное отделение более летучего компонента смеси от менее летучего компонента. Эффективность (разделительная способность) колонки измеряется числом теоретических тарелок (ТТ). Понятие теоретическая тарелка связано с работой идеальной тарельчатой колонны. На рис. 10 представлена схема тарельчатой колонны, применяемой в промышленности. В перегонном кубе нагревается ректифицируемая жидкость. В верхней части имеются два холодильника (обратный и прямой). Сама колонна состоит из ряда горизонтальных перегородок — тарелок, посередине каждой из которых располагаются невысокие широкие патрубки, покрытые колпачками. Над тарелкой выдаются также концы трубок, впаянных у ее края и опущенных почти до самой поверхности нижележащей тарелки. Благодаря такому устройству на тарелке может задерживаться лишь определенное количество жидкости — флегмы, стекающей вниз с тарелки на тарелку обратно в куб. [c.38]

Принято также выделять алгоритмы, позволяющие проводить расчеты разделения неидеальных смесей, расчеты сложных колонн и их комплексов. На ранних этапах создания общих алгоритмов расчета процесса многокомпонентной ректификации введение различного рода допущений было вполне оправдано, так как основной целью работ являлась разработка методов решения систем уравнений математического описания и обеспечения сходимости итерационных схем решения. В дальнейшем введение учета неидеальности разделяемой смеси и концепции реальной ступени разделения потребовало существенной доработки созданных алгоритмов. При этом часто предпринимались попытки использования уже разработанных алгоритмов, например, основанных на концепции теоретической ступени разделения [202, 212] в решении задач с учетом реальной разделительной способности тарелки [230, 281], определяемой через коэффициент полезного действия (к. п. д. Мэрфри) [230, 281, 130] или к. п. д. испарения [230]. При этом отмечалось, что введение к. п. д. испарения более предпочтительно, чем учет разделительной способности тарелки через к. п. д. Мерфри [230, 281]. В таких алгоритмах обычно принималось допущение постоянства к. п. д. для всех ступеней разделения и относительно всех компонентов разделяемой смеси. Введение таких к. п. д. ступеней разделения приводит к большой вероятности появления на некоторых итерациях расчета отрицательных величин концентраций компонентов, что исключает возможность продолжения расчетов [130]. С целью преодоления таких трудностей обычно использовались либо различные модифицированные определения эффективности ступени разделения [230, 281], либо вводилась коррекция величин к. п. д. в процессе решения. Последнее в свою очередь может являться причиной зависимости получаемого решения от способа задания начальных приближений или даже получений неоднозначного решения задачи [130]. В то же время в результате ряда расчетных и теоретических исследований [130, 132, 183] было показано и подтверждено экспериментально, что эффективности ступеней разделения существенно различны и, кроме того, эффективность каждой ступени различна по отношению к компонентам разделяемой смеси. Возможным выходом из такой ситуации (необходимость учета указанных явлений при обеспечении достаточной устойчивости итерационных схем расчета) может служить прием, основанный на отказе от использования к. п. д. в математическом описании ступени разделения с реализацией прямого расчета, составов фаз, уходящих со ступени разделения [130]. В этом случае учиты- [c.52]

Учет кинетики массопередачи позволяет оценить степень неравновесности на каждой ступени, вызванной несовершенством массообменного элемента или неоптимальным режимом работы пли недостаточным временем контакта фаз. Отметим возможные допущения относительно оценки массопередачи и соответствующие варианты расчета, а именно на каждой ступени разделения достигается равновесие между фазами, т. е. расчет ведется по теоретическим тарелкам это допущение принимается в тех случаях, когда нет данных по оценке эффективности или необходимо произвести ориёнтировочную оценку размеров колонны в терминах теоретических тарелок эффективность разделения оценивается в терминах КПД Мерфри в следующих вариантах а) КПД Мерфри постоянный по всем компонентам разделяемой смеси и для всех тарелок — допущение, обычно принимаемое при наличии обобщенных экспериментальных оценок разделительной способности б) КПД Мерфри постоянный по всем компонентам, по изменяется по высоте колонны — допущение, принимаемое при оценке разделительной способности по экспериментальным зависимостям через конструктивные и режимные параметры тарелок и колонны эффективность разделения оценивается в терминах КПД испарения — допущение, приводящее к тому, что кинетика массопередачи не участвует в расчетах, а КПД определяется чисто формально. [c.316]

Модель 4. Для учета разделительной способности реальных тарелок можно использовать соотнэшения (IV, 127), которые определяют состав пара, уходящего с тарелки, в условиях многокомпонентной массопередачи. К уравнениям модели 3 при этом добавляются уравнения для расчета матрицы локальных эффективностей контакта пара и жидкости (IV, 130), а также условия типа (IV, 161), позволяющие учитывать изменение парового потока на тарелке. [c.318]

Перекрестноточные тарелки характеризуются наибольшей разделительной способностью, поскольку время пребывания жидкости на них наибольшее по сравнению с другими типами тарелок. Перекрестнопрямоточные тарелки по сравнению с перекрестноточными обладают (благодаря организации направленного движения жидкости по тарелке) повышенной производительностью и лучшей равномерностью работы по сечению колонны. Как перекрестноточные, так и перекрестнопрямоточные тарелки можно подразделить еще на два подтипа с нерегулируемым и регулируемым сечением контакта фаз. Последние (особенно балластные) по сравнению с таре лками с нерегулируемым сечением контакта фаз (колпачкового, желобчатого, 5-образного, ситчатого, струйного и др. типов) обладают значительно более широким диапазоном эффективной работоспособности и находят в последние годы преимущественное применение. [c.36]

На первом этапе исследований по интенсификации работы колонны К-5 было проведено обследование фактической работы установки 22-4 и выполнен расчетный анализ процесса разделения в ректификационной колонне К-5. В результате исследования разделительная способность ректификационных тарелок укрепляющей части колонш К-5 была оценена семью теоретическими тарелками (т.т.), а отгонной части -четырьмя т.т. Вследствие невысокой паровой нагрузки зафиксирована низкая эффективность клапанных-прямоточных тарелок укрепляющей части (тепломассообменный КПД - 0,45). Обследование показало, что низкая четкость фракционирования в колонне К-5 и ограничение производительности аппарата по сырью были обусловлены также и перегрузкой ректификационных тарелок отгонной части по жидкости (тепломассообменный КПД тарелок отгонной части - 0,35). [c.10]

Эффективность контакта неравноэеошк потоков пара и жидкости на тарелках ректификационной колонны в результате двухстороннего массо- и теплообмена является обобщенным показателем их разделительной способности и характеризует степень отклонения результатов фракциондрущего действия реальной тарелки от теоретической. Численное значение эффективности может быть как меньше,так и больше единицы и в значительной степени зависит от ае определения. [c.195]

Работа Ф. Хсйтсна, В. Вирсома и Ж. Фендерса [174] была по-свяш,ена способам повышения разделительной способности колонн большого диаметра (около 7,5 см) для газо-жидкостной хроматографии. Они показали, что основной причиной ухудшения разделительной способности колонн является неудовлетворительная их набивка, которая может вызвать неблагоприятное для разделения направление газовых потоков в сорбенте. Для улучшения разделения рекомендуется, кроме улучшения способа набивки, составлять колонны из нескольких частей и соединять их между собой узкими трубками. Таким путем можно добиться эффективности разделения, соответствуюш,ей 800 тарелкам на 1 ж длины колонны нри ее диаметре 10 см. [c.308]

Как видно из табл. 1, наибольшей разделительной способностью обладает роторно-дисковый экстрактор, имеюш,ий ВЭТТ, равную 0,194 м, и ситчатая колонна с пульсацией потоков, имеющая ВЭТТ, равную 0,212 м. Наибольший фактор эффективности имеет ситчатая ко.тгонна с пульсацией, а затем идут инжекторная и роторно-дисковый экстрактор, имеющие почти одинаковый Фт. с-Однако в случаях, когда производственные смеси, поступающие на экстракцию, содержат взвеси твердых частиц, как, например, при экстракции высших спиртов, возможно закупоривание отверстий в тарелках ситчатой колонны с пульсацией и инжекто- [c.167]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология