Материальный и тепловой балансы ректификации

В Советском Союзе запроектирована комбинированная установка Г-43-107. В ее состав входят следующие секции гидроочистки вакуумного дистиллята (фракции 350—500°С) каталитического крекинга гидроочищенного сырья и ректификации стабилизации бензина и газофракционирования утилизации тепла дымовых газов и очистки дымовых газов регенерации (включая электрофильтры). В проект этой установки внесено много усовершенствований по сравнению с установками, уже находящимися в эксплуатации. Кроме того, комбинирование ряда процессов позволило оптимально использовать тепло технологических потоков. Этим же объясняется и значительная выдача пара с такой установки на сторону. Ниже приведен примерный материальный баланс работы установки Г-43-107 [c.102]

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]

Ректификация состоит в многократном чередовании и повторении процессов испарения и конденсации в противотоке пара и жидкости при температуре кипения. Ректификация относится к многоступенчатым противоточным процессам разделения (протекает по схеме каскада с постоянным потоком) и принципиально может обеспечить любую заданную степень разделения . Противоток пара и жидкости создается благодаря наличию в схеме ректификационной установки испарителя (куба), связанного с нижним концом, и конденсатора (дефлегматора), связанного с верхним концом колонны. Тепло, подводимое к кубу, благодаря теплообмену между паром и жидкостью в адиабатических условиях передается последовательно от ступени к ступени и отводится хладоагентом в конденсаторе. Благодаря массообмену между потоками пара и жидкости более летучий компонент переносится потоком пара в направлении снизу вверх, а менее летучий компонент — потоком жидкости сверху вниз. Таким образом, в основе ректификации лежит тепло- и массообмен между потоками пара и жидкости. При этом движущая сила массообмена определяется фазовым равновесием жидкость — пар и материальным балансом. Соотношения между основными параметрами ректификации, определяемые законами фазового равновесия жидкость — пар и материальным балансом, составляют статику ректификации. [c.42]

Система уравнений процесса разделения включает уравнения материального и теплового балансов для всех тарелок колонны, а также парциального конденсатора и испарителя (при ректификации) выражения эффективности тепло-массопередачи уравнения фазового равновесия и ограничения по составу или уравнения суммирования потоков. [c.24]

При расчете ХТС методом PRIT решение было получено примерно за 1000 итераций, что составляло около 30 минут машинного времени ЭВМ ЕС-1033. При столь больших затратах машинного времени на расчет одного стационарного режима ни о какой оптимизации режимов говорить не приходится. Поскольку в моделях ректификации при расчете одной итерации основное время затрачивается на вычисление расхода по уравнению (II, 157), для сокращения времени счета был применен следующий прием. До полного сведения материального и теплового балансов системы в моделях ректификации рассчитывались отборы дистиллята D и кубового продукта W. В точке решения по уравнению (II, 157) вычислялось значение V", соответствующее заданному качеству продуктов разделения. Аналогичным образом, расходы теплого теплоносителя в рекуператор 1 и холодного в холодильник 16, [рассчитываемые итерационно по уравнениям (II, 151)—(11,154) ], обеспечивающие заданные температуры, также рассчитывались только после сведения" материального и теплового балансов. Значение неизвестной выходной температуры теплого теплоносителя в рекуператоре 1 до полного расчета схемы не играет роли, так как в уравнении (II, 156) модели ректификации, используемом на каждой итерации, агрегатное состояние Питания не учитывается. Описанный подход позволил сократить время расчета схемы более чем на 30 %. [c.58]

На рис. 201 воспроизводится материальный и энергетический балансы нроцесса ректификации, рассмотренный в гл. 10. Эта с)(ема является основой систем регулирования, которые используют для контроля материальный баланс. Самые серьезные проблемы появляются из-за изменения скорости сырьевого потока и его состава. В связи с этим очень трудно поддерживать режим в колонне, которая расположена первой по ходу сырья в схеме разделения. Если трудности возникают в основном из-за скорости подачи сырья, то можно установить контроль по соотношению потоков. Нанлуч-ший результат достигается посредством анализа некоторых ключевых компонентов данных потоков. В контроле на основании материального баланса используются данные анализа и отношение D/F. На рис. 202 показана система контроля, основанного на работе анализатора сырьевого потока. Регулируется скорость отвода продукта верха колонны и скорость подвода тепла, пропорциональная скорости подачи сырья в колонну. Эта система контроля требует дополнительного извлечения двух квадратных корней, применения множительного устройства и возможно суммирующего механизма. [c.317]

Для решения этой задачи используется метод материальных и тепловых балансов, подробное обоснование которого дается в разделе теории ректификации. Здесь же можно ограничиться лишь кратким изложением сущности его. Метод балансов исходит из того бесспорного факта, что после процесса однократного изменения фазового состояния количество вещества в системе остается гем же, что и до процесса, а количество энергии изменяется на величину сообщенного или отведенного тепла. [c.149]

Как и в неполных колоннах, для получения уравнений, связывающих веса, составы и теплосодержания сырья и целевых продуктов ректификации, и для вывода соотношения между съемом тепла в парциальном конденсаторе колонны и расходом тепла в кипятильнике необходимо составить материальный и тепловой балансы для всего объема полной колонны. Методика составления уравнений баланса вещества подробно разъяснена при рассмотрении неполных колонн, и поэтому здесь эти уравнения по общему весу потоков и по весу содержащегося в них НКК пишутся сразу [c.280]

Совмещенные реакционно-массообменные процессы очень сложны и строгих методик их расчета пока не предложено. Большинство работ посвящено расчету хемосорбционных процессов, теория которых достаточно разработана. Для более сложных процессов, как реакционно-ректификационные, реакционно-десорбционные, используют [45] итерационные методы, подобные методу расчета ректификации Сореля. К сожалению, учет химической реакции в жидкой фазе путем введения в уравнения материального и теплового балансов дополнительных членов, соответствующих изменению количества вещества и тепла за счет реакции, не отражает влияния отвода продуктов реакции в момент их образования на скорость химического процесса. [c.30]

Совмещенные реакционно-ректификационные процессы очень сложны, и строгий расчет их пока не создан. Однако имеются расчеты для некоторых упрощенных случаев [47—50], Так, Марек [51] предложил общий метод расчета ректификации при наличии химической реакции, взяв за основу итерационный расчет ректификации по Сорелю и Мак-Кэбу и Тиле. При этом наличие химической реакции в жидкой фазе учитывается введением в уравнения материального и теплового балансов дополнительных членов, соответствующих изменению количества вещества и тепла за счет реакции. Общность метода состоит в том, что он не ограничен числом компонентов, типом реакции и т, д, В общем случае, для расчета необходимы исходные данные в полном объеме (для концентрационного симплекса я-ко.мпонентной смеси в целом) о скорости реакции, тепловом эффекте, фазовом равновесии жидкость — пар, Мареком учтены возможные упрощения метода, связанные с рациональными допущениями, которые встречаются при обычном расчете ректификации, В итерациях, наряду с предположением определенных концентрации, предполагается также общее прореагировавшее количество вещества и учитывается в связи с этим задержка жидкости на каж- [c.208]

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]

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]

Происходящие в рассматриваемой системе процессы показаны в г—ё-диаграмме на рис. 35. Так как материальный и тепловой балансы укрепляющей колонны совместно с дефлегмирую-щей частью конденсатора ничем не отличаются от балансов, рассмотренных ранее, то количество тепла ректификации, или количество тепла, отведенного в дефлегмирующей части конденсатора, дп можцо определить по формуле (32), либо графическим методом. Следовательно, проводя конноду 1—для нижнего сечения обменного элемента, определяют отрезок В—5, равный дв- При этом точка В является полюсом обменного элемента. [c.66]

Совмещенные реакционно-ректификационные процессы очень сложны, и строгий расчет их пока не создан. Однако имеются расчеты для некоторых упрощенных случаев. Так, Марек предложил метод расчета ректификации при наличии химической реакции, взяв за основу итерационный расчет ректификации по Сорелю и Мак-Кэбу и Тиле. При этом наличие химической реакции в жидкой фазе учитывается введением в уравнения материального и теплового балансов дополнительных членов, соответствующих изменению количества вещества и тепла за счет реакции. [c.356]