Ректификационный комплекс

Рис. 4.12. Схемы некоторых видов ректификационных комплексов с рекуперацией тепла и термодинамически выгодным подводом и отводом тепла а — комплекс с тепловым насосом б - комплекс с промежуточным отводом и подводом тепла

К комплексам с рекуперацией тепла условно отнесем все ректификационные комплексы, в которых снижение энергозатрат на разделение достигается в результате теплообмена между потоками и подвода тепла и холода на промежуточных изотермах (между изотермами верха и низа колонны). Такие комплексы могут включать одну или несколько ректификационных колонн. К ним относятся комплексы с тепловым насосом, с промежуточным подводом холода и тепла, с несколькими вводами сырья при различных температурах и составах равновесных фаз и комплексы с теплообменом между конденсирующимися и испаряющимися потоками различных ректификационных колонн. Возможны и некоторые другие ректификационные комплексы, относящиеся к этому же типу, например, конденсационно-испарительный комплекс, разрезная колонна [44], колонны двукратной и ступенчатой ректификации с двумя и более уровнями давления и с теплообменом между конденсирующимися и испаряющимися потоками, используемые, например, при разделении воздуха [106]. [c.194]

Релаксационный метод как в его начальной форме [2, 10], так и в более поздних модификациях 9, 11 —13] в какой-то мере моделирует процесс пуска и достижения установившегося режима ректификационной установки и по этой причине является наиболее надежным методом решения рассматриваемой задачи, в том числе для азеотропных и гетероазеотропных смесей и ректификационных комплексов. К достоинствам метода относится простота и универсальность алгоритма по отношению к характеристикам структуры ректификационного комплекса. Его недостатком является крайне медленная сходимость, особенно на заключительном этапе расчета. Необходимое расчетное время во много раз превышает расчетное время при использовании метода независимого определения концентраций (за исключением, ра- [c.115]

РЕКТИФИКАЦИОННЫЕ КОМПЛЕКСЫ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ НЕПРЕРЫВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ [c.207]

В главе VII даны новейшие методы математического моделирования рабочих режимов ректификации смесей различного вида в простых и сложных колоннах и в ректификационных комплексах. В этой главе отражен практический опыт, накопленный при использовании различных методов. Здесь же даны примеры расчетного исследования конкретных промышленных ректификационных установок с целью их оптимального проектирования и реконструкции. Рассмотренные примеры охватывают все виды разделяемых смесей. [c.11]

Для азеотропных смесей разделение с применением только последовательно соединенных ректификационных колонн за редким исключением вообще невозможно в силу термодинамических ограничений процесса. Поэтому применение ректификационных комплексов для азеотропных смесей вызывается необходимостью преодоления термодинамических ограничений процесса ректификации. Кроме указанных причин, в некоторых случаях комплексы с рециклами используются вследствие термолабильности разделяемой смеси. [c.193]

С другой стороны [42], был предложен и исследован более широкий класс ректификационных комплексов со связанными тепловыми потоками, частным случаем которых являются комплексы с обратимым смешением потоков. Для комплексов со связанными тепловыми потоками характерно то, что ключевыми в каждой двухсекционной колонне не обязательно являются крайние по летучести компоненты. В этом случае несколько возрастают затраты на разделение ввиду термодинамической необратимости при смешении потоков в точках питания, однако уменьшается число ректификационных секций и ступеней разделения. [c.200]

Рис. У1-5. Схемы промышленных ректификационных комплексов с частично связанными тепловыми потоками

Рис. У1-6. Схема типового ректификационного комплекса с разделяющим агентом (комплекс экстрактивной ректификации)

Как видно из диаграмм, приведенных на рис. У1-7, первые три из перечисленных способов могут осуществляться только в ректификационных комплексах с рециклами потоков. [c.204]

В некоторых случаях в процессе синтеза графа разделения ректификационные комплексы удобно рассматривать как единое целое [5]. Это относится, например, к комплексам с разделяющими агентами. В других случаях удобно рассматривать каждый разделительный элемент в отдельности. Комплексы с рекуперацией тепла по своему разделительному действию не отличаются от простых ректификационных колонн. Поэтому их исследование не вносит изменений в граф разделения. Однако если такой комплекс может оказаться выгодным, в матрице разделения необходимо предусмотреть соответствующий элемент. [c.207]

Матрицу разделения с распределяющимися компонентами можно использовать для синтеза всех возможных ректификационных комплексов со связанными тепловыми потоками. [c.209]

После этого определяются количества испаренной жидкости и сконденсированного пара в кипятильниках и дефлегматорах, а также, если необходимо, количества и стоимость затрачиваемого тепла и холода, сумма которых для всей установки может служить критерием оптимальности. Такой упрощенный подход позволяет решать задачи синтеза оптимальных схем разделения для всех видов ректификационных установок и ректификационных комплексов. [c.237]

Для ректификационных комплексов со связанными тепловыми потоками и с обратимым смещением потоков число порождаемых групп будет больше двух и соответственно большим будет число членов вида выражении (VI.12). После заполнения всех массивов р1к, и производится обратная прогонка и выбирается информация об оптимальной последовательности разделителей. [c.241]

Для расчета сложных гетероазеотропных ректификационных комплексов были разработаны программы, основанные на модифицированном релаксационном и комбинированном методах (см. раздел 6 настоящей главы). Эти программы отличаются большой универсальностью в отношении схемы комплекса, простотой и надежной сходимостью итераций. Основной их недостаток — очень большое число итераций и, как следствие, большая продолжительность счета. [c.249]

Вариант программы с расчетом фазового равновесия по методу Чао и Сидера [151, 152] применялся при проектировании установок для получения этилена, установок газофракционирования, установок алкилирования. Вариант для нефтяных смесей (фазовое равновесие по Максвеллу [153] или Ашворту [154]) применялся при проектировании установок АВТ, вторичной перегонки бензина и т. д. Вариант для сильно неидеальных смесей (фазовое равновесие по Вильсону [155] с ассоциацией в паровой фазе [156]) использовался для проектного расчета трехколонного ректификационного комплекса с рециклом и двумя уровнями давления, предназначенного для разделения на компоненты азеотропной смеси уксусная кислота — муравьиная кислота — вода. [c.258]

При одновременном расчете комплекса итерируемые величины одновременно корректируются для всех взаимосвязанных аппаратов. При расчете ректификационных комплексов обычно используют обобщение метода независимого определения концентраций с 0-коррекцией [147] и модифицированный релаксационный метод [167]. [c.269]

Трехколонный ректификационный комплекс [c.287]

Рис. 4.13. Схемы ректификационных комплексов а - с обратимым смешением потоков б - со связанными тепловыми потоками

Для разделения составов смесей, расположенных в области ректификации /, может быть использован трехколонный ректификационный комплекс, представленный на рис. 4.17. [c.192]

В монографии [5] дано понятие ректификационного комплекса как системы колонн, связанных между собой прямыми и обратными потоками. Ниже ректификационные комплексы рассматриваются с позиций синтеза оптимальных схем разделения. Более детально по сравнению с другими исслсдова-ны комплексы с обратимым смешением потоков и со связанными тепловыми потоками, являющиеся наиболее перспективными с энергетической точки зрения. Некоторые из рассматриваемых ректификационных комплексов уже используются на практике, другие — находятся на уровне теоретической разработки, но несомненно будут использованы. [c.193]

Отказ от применения в разделительных системах только простых последовательно связанных между собой ректификационных колонн (псевдокомплекс [5]) и переход к более сложным ректификационным комплексам вызван в основном двумя причинами. Для зеотропных смесей — это, как правило, стремление уменьшить энергетические затраты на разделение, являющиеся основной составляющей всех затрат. Уменьшение энергозатрат на разделение может быть достигнуто применением комплексов с рекуперацией тепла, комплексов с обратимым смешением потоков, со связанными и частично связанными тепловыми потоками, а также комплексов с разделяющими агентами. [c.193]

Рис, VI-3. Схемы некоторых видов ректификационных комплексов с рекуперацией тепла и с термодинамически выгодным подводом и отводом тепла а — комплекс с тепловым насосом 6 — комплексы с теплообменом между конденсирующимися и испаряющимися потоками различных ректификационных колонн в — комплекс с промежуточным подводом тепла и холода г — комплекс со ступенчатой конденсацнел сырья и несколькими вводами в колонну 1,2,3,4 — продукты. [c.195]

Рис. У1 4. Схемы некоторых видов ректификационных комплексов с обратимым смешением потоков и со связанными тепловыми потоками а—г — варианты комплексов с обратимым смешением потоков для разделения трехкомпонентной зеотропной смеси д — комплекс со связанными тепловыми потоками для разделения четырехкомпонентной зеотропной смеси /, 2, 3, 4— продукты.

ЮТСЯ ректификационными комплексами. Возможность нспользо-ва[[ня того или иного варианта схемы разделения определяется составом питания. [c.206]

Ректификационный комплекс со связанными тепловыми потоками состоит из трех взаимосвязанных прямыми и обратными потоками ректификационных колонн. Продуктовая сырьевая группа первой колонны разделяется на две продуктовые группы, дистиллятную и кубовую, поступающие соответственно во вторую и в третью колонны. При этом кубовая продуктовая группа второй колонны должна быть легче или совпадать с ди-стиллятной продуктовой группой третьей колонны, т. е. номера первого и последнего продуктов кубовой продуктовой группы второй колонны должны быть меньще или равны соответственно номерам первого и последнего продуктов дистиллятной продуктовой группы третьей колонны [c.209]

Уже при синтезе графов разделения зеотропных смесей без разделяющих агентов, но с использованием ректификационных комплексов, необходим эвристический отбор вариантов. Еще большее значение имеет эвристический отбор вариантов при синтезе графов разделения зеотропных смесей г разделяютпими агентами. [c.223]

Задача разделения смеси муравьиная кислота — уксусная кислота — вода возникает при разделении продуктов окисления прямо пнного бспзппа и очистке кислых сточных вод производства синтетических жирных кислот. Структура диаграммы фазового равновесия смеси муравьиная кислота — уксусная кислота— вода показана на рис. УП-3,а. Система имеет один бинарный азеотроп муравьиная кислота — вода, один тройной седловой азеотроп и четыре области ректификации. Для разделения рассматриваемой смеси на чистые компоненты был предложен новый способ, основанный на перераспределении полей концентраций между областями ректификации путем варьирования давления, не требующий введения посторонних разделяющих агентов [181]. При этом узел разделения представляет собой единый трехколонный ректификационный комплекс с рециклом (рис. УИ-3,б). Фигуративная точка сырья / о располагается в области ректификации /. В первой колонне в качестве верхнего продукта при атмосферном давлении выделяют воду, являющуюся неустойчивым узлом области ректификации. Точка кубового продукта при давлении 267 ГПа попадает в область ректификации IV. Поэтому кубовый продукт первой колонны можно разделить во второй колонне при давлении 267 ГПа на муравьиную кислоту (неустойчивый узел) и кубовый продукт 2- Последний в свою очередь разделяется в третьей колонне при атмосферном давлении на уксусную кислоту (устойчивый узел области ректификации I) и дистиллят Оз, который в качестве рецикла возвращается в первую колонну. [c.287]

Все перечисленные факторы были учтены при оптимальном проектировании рассматриваемого ректификационного комплекса с рециклол [183]. Для ра> чста была нспользоваца программа проверочного потарелочного расчета, основанная на методе независимого определения концентраций. Дли каждой колонны [c.290]

Фазовая диаграмма смеси изопропанол (1)—вода (2)—бензол (3) приведена на рис. УИ-5, комплекс гетероазеотропной ректификации для разделения этой смеси с получением чистых и инрииапола и воды — на рис. 1 -13. Одним из принципиальных вопросов, возникающих при оптимальном проектировании этого ректификационного комплекса, является вопрос о распределении потоков из флорентийского сосуда между ректификационными колоннами. В частности, возникает вопрос, является ли полное разделение фаз во флорентийском сосуде оптимальным. Для расчетного исследования была использована программа, основанная на модифицированном релаксационном методе в сочетании с решением тридиагональной матрицы. При этом применялись два варианта программы (для режимов с полным и с неполным разделением фаз во флорентийском сосуде). [c.291]

К комплексам с рекуперацией тепла условно относят все ректификационные комплексы, в которых снижение энергозатрат на разделение достигается в результате теплообмена между потоками и подвода тепла или холода на промежуточных между верхней и нижней изотермах, т.е. при температурах, которые находятся между температурами дистиллята и кубового продукта. К комплексам такого типа относятся комплексы с тепловым насосом. Они используются при малой разности температур между верхом и низом колонны (бдизкокипящая смесь), при больших флегмовых потоках и низких температурах верха колонны. Примером использования такого комплекса может служить разделение пропилена и пропана. Если температуры верха одной колонны и низа другой имеют достаточную положительную разность, то возможна организация теплообмена между конденсируюш1шися и испаряющимися потоками, что приводит к комплексам с теплообменом. Комплексы с промежуточным подводом тепла или холода и несколькими вводами сырья приближают процесс ректификации к термодинамически обратимому процессу Дальнейшее развитие этой тенденции связано с использованием комплексов с обратимым смешением потоков, схемы некоторых комплексов такого типа приведены на рис. 4.12,4.13. [c.189]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология