Граница областей ректификации

Режим, близкий к граничному для первого класса фракционирования, с почти полным исчерпыванием компонента в отпарной секции и пересечением границы области ректификации был воспроизведен путем потарелочного расчета от точки кубового продукта к точке питания для азеотропной смеси ацетон—хлороформ — бензол (один бинарный отрицательный азеотроп ацетон — хлороформ) [66]. Здесь же, а также в работе [77] указывалось на возможность одновременного исчерпывания двух компонентов, если их коэффициенты фазового равновесия в точке питания равны. В работе [78] приведен пример потарелочного расчета режима минимальной флегмы для второго класса фракционирования в отпарной секции с получением в качестве продукта воды из азеотропной смеси метанол 1) — изопропанол (2) — вода (5) (один бинарный положительный азеотроп изопропанол — вода). [c.167]

Такой характер итерационного процесса, по-видимому, объясняется сильным влиянием составов на тарелках колонны па коэффициенты фазового распределения. Особенно этот эффект проявляет себя, когда составы продуктов разделения лежат вблизи границы области ректификации. При этом положение линии ректификации в процессе итераций может существенно изменяться. [c.110]

Наш расчетный опыт применительно к смесям, образующим азеотропы, показывает, что существуют режимы, для которых не удается получить решение с помощью этого метода. В частности, это относится к режимам, при которых фигуративные точки обоих продуктов разделения в простой колонне приближаются к границам области ректификации. [c.115]

Метод гетероазеотропной ректификации с успехом может быть осуществлен в том случае, когда на определенной стадии разделения производной смеси появляется возможность перевода части выходного потока колонны 1 в другую область ректификации. Такая возможность имеет место, если поток расслаивается на две жидкие фазы. Реализация указанной возможности появляется всякий раз, когда граница между областями ректификации проходит в гетерогенной области, а примыкающие к этой границе области ректификации отличаются друг от друга точками наивысших температур кипения, т. е. принадлежат разным областям равновесного испарения. [c.191]

Поскольку границы областей обратимой ректификации и областей ректификации при бесконечной флегме не совпадают, траектория обратимой ректификации в концентрационном пространстве может пересекать границы областей ректификации при бесконечной флегме. [c.68]

Рис. V-7. Пересечение траекториями ректификации при конечной флегме границы областей ректификации

Характер укладки пучка с-линий внутри области ректификации (5-образность и т.д.), в отличие от обратимой ректификации, не оказывает влияния на процесс ректификации при бесконечной эффективности разделения. Зависимость составов продуктов разделения от параметра D определяется только расположением особых точек, границ областей ректификации и точки питания в концентрационном симплексе. [c.100]

Такая закономерность образования зон ректификации при бесконечной разделительной способности объясняется тем, что набор многообразий Гд и для четырехкомпонентных смесей целиком определен, если установлены многообразия T w и Пд, т. е. тем, с какими границами области ректификации пере- [c.106]

Таким образом, границами зон ректификации при бесконечной разделительной способности являются границы концентрационного симплекса, внутренние границы области ректификации и разделяющие линейчатые поверхности (в частном случае плоскости). [c.107]

Процесс ректификации при бесконечной разделительной способности, как и процесс обратимой ректификации, полностью определяется структурой концентрационного симплекса. При анализе возможных составов продуктов разделения это позволяет так же, как и для процесса обратимой ректификации, обойтись без прямого потарелочного расчета, т. е. без использования уравнений (III.1). Однако если при анализе процесса обратимой ректификации определяющую роль играют а-многообразия (границы областей обратимой ректификации) и направление ноды жидкость — пар в точке питания, то в случае анализа процесса ректификации при бесконечной разделительной способности такую роль играют положения особых точек в концентрационном симплексе, связи между этими точками согласно структурной матрице и положения границ областей ректификации. Если анализ возможных составов продуктов обратимой ректификации требует обязательного использования модели фазового равновесия, то аналогичный анализ для процесса при бесконечной разделительной способности в ряде случаев возможен с применением только структурной матрицы и данных по составам сырья и азеотропов. В разделе 9 дан общий подход к анализу многообразия возможных составов продуктов разделения азеотропных смесей в одной колонне. Из работ, по- [c.111]

Сущность метода заключается в том. что в каждой колонне рассматриваются только такие разделения, когда в качестве одного из продуктов выделяется тот, которому соответствуют неустойчивый или устойчивый узлы, а в качестве второго продукта — смесь, фигуративная точка которой принадлежит границе области ректификации, а в частном случае — границе концентрационного симплекса. Задача легко решается, если имеется только одна область ректификации или если выделяется продукт, соответствующий общему узлу нескольких областей ректификации. Точка второго продукта определяется как пересечение прямой, проходящей через этот узел и точку питания, с границей концентрационного симплекса. В этом случае для определения составов продуктов разделения не нужна модель фазового равновесия. [c.112]

В целом метод продуктового симплекса отличается следующими основными особенностями 1) не анализируются возможные составы продуктов, фигуративные точки которых принадлежат криволинейным границам области ректификации 2) определяются составы и отборы продуктов для всей системы из (п—1)-й колонн сразу 3) определяются не все возможные продукты разделения для данного сырья а только часть. [c.122]

Возможность того или иного варианта должна быть предварительно определена из анализа режима с бесконечной разделительной способностью. В связи с тем, что границы областей ректификации при бесконечной флегме и областей обратимой ректификации не совпадают, при ректификации азеотропных смесей возможна необычная ситуация при бесконечной флегме разделение невозможно, а при конечной — возможно. В этом [c.144]

Отметим, что в случае, показанном на рис. П-19,в, полное исчерпывание компонента, как при адиабатической, так и при обратимой ректификации, происходит с пересечением границы области ректификации, а в случае, показанном на рис. П-19,г— без такого пересечения. [c.167]

О — точка мнимой зоны постоянных концентраций --граница области ректификации — —ф--расчетные траектории ректификации с точками составов на тарелках. [c.177]

В промышленных установках в настоящее время используются не все теоретически возможные варианты разделения. Как правило, используются только варианты четкого разделения в каждой колонне, когда ключевыми являются два наиболее близких по летучести компонента. Помимо того, для азеотропных и гетероазеотропных смесей используются варианты выделения азеотропа или гетероазеотропа в качестве продукта. Варианты с несколькими распределяющимися компонентами для зеотропных смесей (режим с обратимым смешением потоков в питании) или варианты с пересечением границы области ректификации траекторией процесса для азеотропных смесей не используются. [c.185]

Для азеотропных смесей при ректификации в конечных колоннах с конечной флегмой имеют место все те особенности процесса, которые проявляются и при предельных режимах 5-образный характер траектории неоднозначность разделения возможность пересечения траекторией границ областей ректификации. [c.186]

Синтез графов разделения при ректификации с конечной флегмой [1] представляет особый интерес, поскольку он позволяет выявить варианты разделения, неосуществимые при бесконечной эффективности разделения. К ним относятся варианты разделения с распределяющимися компонентами и варианты разделения с пересечением границ областей ректификации. [c.217]

Прежде всего на отборы продуктов разделения в каждой колонне наложены ограничения, связанные с наличием границ между областями ректификации. В рассматриваемом случае очевидно, что оптимальным является максимально возможный отбор в каждой колонне, так как при этом величина рецикла и, следовательно, энергозатраты на разделение минимальны. Поэтому задача отыскания оптимального отбора заменяется задачей определения максимального отбора, допускаемого границей области ректификации. [c.288]

Численный метод расчета границ ректификации и дистилляции для тройных азеотропных смесей основан на анализе скалярного поля изотерм-изобар. В качестве критерия границы области ректификации или дистилляции принимается максимальное значение кривизны поля изотерм-изобар, определяемой по векторному соотношению [c.44]

Отрезок ДМ расположен на границе области ректификации АВМО, в которой (рис, 40, г) возможное распределение компонентов по высоте аппарата в общем случае благоприятно для протекания прямого процесса. Здесь, следовательно, могут быть выбраны сечения, наиболее благоприятные для расположения каталитической зоны. Достижение полного превращения реагента В, с другой стороны, связано с возможностями разделения ректификацией трехкомпонентной смеси АСО. В области АВМО при первом заданном разделении возможно выделение в дистиллят азеотропа М, а в нижний продукт бинарной смеси АО химически не взаимодействующих компонентов или (при достижении состава псевдоисходной смеси точки М ) выделение чистого вещества О. [c.203]

Известно, что составы азеотропов зависят от условий существования системы, в частности от давления. При изменении давления в многокомпонентных системах происходит изменение положения границ областей ректификации. На основе этого явления разработан принцип перераспределения полей концентрации между областями ректификации [29], который может использоваться для разделения многокомпонентных азеотропных смесей ректификацией без введения каких-либо вспомогательных веществ. Это же явление, как следует из рассмотренных примеров I и III, может использоваться для увеличения предельнд возможных степеней превращений реагентов, образующих азеотропные смеси, в реакционно-ректификационном процессе. В самом деле, если, например, при повышенном (пониженном), по сравнению с атмосферным, рабочем давлении в аппарате состав азеотропа (рис, 40,6) будет соответствовать более высокому содержанию компонента С, то линия предельных составов псевдоисходных смесей ВМ (рис. 40, в) займет положение, соответствующее более высокой предельной конверсии компонента А, [c.208]

Однако теоретический анализ был посвящен главным образом локальным характеристикам особых точек, а из нелокальных характеристик — общим соотношениям между возможными числами особых точек разного типа (правила азеотропии). Кроме того, были разработаны вычислительные методы для определения расположения в концентрационном симплексе (в основном для трехкомпонентных смесей) некоторых структурных элементов (сингулярных с-линий [13] сингулярных дистилляционный линий 9], хребтовых и лощинных линий на поверхности температура кипения — состав [9, 10]). Взаимному расположению траекторий ректификации и границ областей ректификации посвящены интересные работы [15, 16]. [c.15]

При исследовании процесса обратимой ректификации наиболее важен вопрос об ограничениях процесса и переходимости границ областей ректификации при бесконечной флегме. Из сопоставления пучков траекторий, показанных на рисунках II-19,6 и II-19,в, видно, что граница между областями ректификации (сепаратриса седлового азеотропа) переходима траекториями обратимой ректификации на значительном участке своей протяженности (кроме участка, непосредственно примыкающего к седловому азеотропу). Полное исчерпывание компонента 1 возможно для любых составов питания, попадающих в открытую подобласть обратимой ректификации, расположенную ниже граничной траектории, касательной к стороне 1—2. Это означает, что в реальном процессе неадиабатической ректификации с конечным числом ступеней разделения можно получить любую сколь угодно малую концентрацию компонента 1 в верхнем продукте. В то же время в режиме бесконечной флегмы ни при каком составе питания и ни при каком числе ступеней разделения нельзя добиться полного исчерпывания компонента 1 в верхнем продукте. [c.77]

Паииилее существенными особенностями являются криволи-нейность границ областей ректификации и сложность конфигурации этих областей. Так, например, если точка питания лежит вблизи криволинейной границы с вогнутой стороны, то точка одного из продуктов может совпадать с общим узлом этих областей ректификации, а точка второго продукта может лежать или в той же области, что точка питания, или в другой области [61]. В этом случае линия возможных составов второго продукта от точки питания проходит не до границы областей ректификации, а до границы концентрационного треугольника (см. рис. 1П-3, а). На этом рисунке Г%= 2 , Г д= 2—13 , Ро= 1, 2,3 , Г = 1 , Г = 1-13 , Р ,= 13 , Г [c.99]

Условие для размерностей также выполняется, если одним из продуктов является особая точка, а второй продукт лсясит внутри концентрационного симплекса (соответствующие точки продуктового симплекса для этого продукта принадлежат выпуклой наружу границе области ректификации). В этом случае сумма размерностей продуктовых пучков с-линий равна (п—1) и имеет место нечеткое разделение. [c.120]

Следует отметить, что метод продуктового симплекса име- т определенные ограничения. В строгом смысле он не применим, например, . iii иси ниршапы иридуктового симплекса принадлежат выпуклым внутрь границам области ректификации. Однако и в этом случае метод продуктового симплекса чаще всего позволяет приближенно определять возможные составы продуктов разделения, если заменить криволинейные границы областей ректификации линейными. [c.122]

Кривизна разделяющих между областями ректификации и возможность получения продуктов, фигуративные точки которых и точка питания лежат в разных областях ректификации, дают возможность получать в системе колонн продукты, принадлежащие разным областям ректификации. Впервые сообщение об эффекте переходимости было опубликовано в работе [15]. Подробное изложение данного вопроса приведено также в работах [61, 64]. Некоторые особенности поведения траекторий относительно границ областей ректификации были рассмотрены также в работах [59, 65, 66]. [c.125]

Выше отмечалось, что траектории адиабатической ректификации при конечной флегме могут пересекать границу области ректификации. Такие случаи были исследованы при потарелоч-ном расчете для азеотропных смесей [65, 66] и для гетероазео- [c.168]

Для анализа вопроса о пересечении границы области ректификации рассмотрим построение части линии ректификации отпарной секции для трехкомпонентной азеотропной смеси при конечной флегме [75], показанное на рис. У-7. Предполагается, что точки Р VI О принадлежат области ректификации Л, а точка — области В. Для построения линии ректификации используем уравнения материального баланса по контурам, охватывающим верхний или нижний продукты и данную ступень разделения отпарной секции. [c.169]

Из построений видно, что переходимость границы областей ректификации возможна, если область А расположена со стороны вогнутости граничной с-линии. [c.169]

Рассмотренные выше общие закономерности процесса ректификации в бесконечных адиабатических колоннах при конечной флргме позволяют качественно прогнозировать области возможных составов продуктов разделения а ситропных смесей. Однако для этого необходимо произвести такой же анализ процесса обратимой ректификации, который был выполнен в работе [45] для одного из типов фазовой диаграммы (см. раздел 14 главы И). При этом анализе необходимо учесть расположение границ областей ректификации и областей обратимой ректификации, а также характер изменения коэффициентов фа- [c.178]

Рис. V-14. Диаграмма области возможных составов продуктов разделения для азеотропной смеси при первом и втором классах фракционирования d,, di — точки верхнего продукта при граничных режимах первого и второго классов фракционирозапия соответственно W,, — точки нижнего продукта прп тех же режимах НЗ , нз —новые зоны постоянных концентрация при граничном режиме первого класса фракционирования / — граница области ректификации //— аи-линия II — агз-линпя /1 —линия равенства потоков в точках питания н исчерпывания компонента при обратимой ректификации соответственно V — траектория обратимой ректификации в укрепляющей секции VI — траектория обратимой ректификации в отпарной секции У//— линия материального баланса при первом классе фракционирования VIII, IX — линии материального баланса в граничных режимах второго класса фракционирования.

Рассмотрим третий класс фракционирования. Если при граничном режиме второго класса фракционирования точка верхнего продукта лежит на отрезке ( 1 2 Ообр, 5 = 5 гр), то при дальнейшем увеличении флегмового (парового) числа точка верхнего продукта должна перемещаться к границе области ректификации (линия /). Если при граничном режиме второго класса фракционирования (при 5=5 гр), продуктовыми точками являются точки 2 и /, т. е. осуществляется разделение (2,3 1), то при бесконечной флагме зона постоянных концентраций имеет состав седловой особой точки 12. [c.180]

Для вариантов разделения зеотропных смесей с несколькими распределяющимися компонентами и азеотропных смесей с пересечением траекторией процесса границы области ректификации режим бесконечной разделительной способности не возможен. Процесс возможен только в определенном, ограниченном как сверху, так и снизу, интервале флегмовых чисел (только в этом интервале можно обеспечить требуемое качество продуктов при соответствующих числах ступеней разделения). [c.186]

Рассмотрим этот вопрос на примерах трехкомпонентных смесей. На рис. У1-8 показаны различные варианты схемы разделения трехкомпонентной азеотропной смеси при разных составах сырья, основанные на использовании явления несовпадения границ областей ректификации и областей обратимой ректификации. [c.205]