Разделение многоступенчатое

Способ разделения (концентрирования) веществ путем выпаривания широко применяется в технологии неорганических веществ, пищевой промышленности. Он заключается в отделении летучих компонентов (чаще всего воды) от высококипящих остатков в аппаратах барботажного типа. Выпаривание - достаточно энергоемкий процесс. Для снижения энергозатрат обычно организуются многоступенчатые технологические установки, работающие под различным давлением с целью использования вторичного парового потока. Математическое описание такого процесса должно содержать все элементы, свойственные массообменным процессам кинетику массопереноса, гидродинамику потоков, фазовое равновесие, а также алгоритмы решения системных вопросов, связанных с рациональным выбором давлений в отдельных аппаратах и перераспределением потоков продукта и вторичного пара. Ниже приведено сравнение различных способов разделения [c.36]

При моделировании экстракционных процессов основная задача сводится к математическому расчету концентрации компонентов, перешедших в экстрактную фазу, и последующему расчету коэффициента распределения. Построив кривую равновесия, можно рассчитать основные показатели разделения при одноступенчатой или многоступенчатой экстракции. Уравнение параметра растворимости Гильдебранда характеризует относительную растворяющую способность растворителя. В уравнении не учитывается второй компонент, с которым при образовании раствора взаимодействует первый. Природа растворяемого компонента может быть самой различной, и поэтому энергия взаимодействия должна меняться в широких пределах. [c.217]

Для современной нефтепереработки характерна многоступенчатость при производстве продуктов высокого качества. Во многих случаях наряду с основ ными процессами проводят и подготовительные, а также завершающие. К подготовительным технологическим процессам, например относятся обессоли-вание нефтей перед их переработкой, выделение узких по пределам выкипания фракций из дистиллятов широкого фракционного состава гидроочистка бензиновых фракций перед их каталитическим рифор-мингом гидрообессеривание газойлевого сырья, направляемого на каталитический крекинг деасфаль-тизация гудронов гидроочистка керосинового дистиллята перед его абсорбционным разделением и т. д. [c.5]

Рассмотрим решение поставленной задачи для конкретного класса процессов. За основу для рассмотрения примем разделение полифракционных материалов в восходящих воздушных потоках. В последние годы в теории и практике обогащения полезных ископаемых большое внимание уделяется перспективному способу разделения — многоступенчатой (каскадной) перечистке в одном аппарате. Поэтому все дальнейшие рассуждения проведем относительно оценки качества и оптимизации разделения для полочного каскадного аппарата 12, 3]. Эти аппараты оказались настолько эффективными, что с ними не могут конкурировать никакие другие известные в настоящее время классификаторы. Причина этого заключается в том, что при увеличении числа ступеней перечистки возможно получение любой наперед заданной точности разделения 13]. На рис. 16, а показана зависимость степени фракционного разделения кварцитовых порошков (для условий Первоуральского динасового завода), полученная на четырехступенчатом аппарате с верхней подачей материала, в зависимости от скорости потока воздуха. [c.83]

Дросселирование встречается практически во всех многоступенчатых схемах разделения нефтяных смесей с понижением давления в последующей ступени разделения. Заметное дросселирование потока будет иметь место также в том случае, когда перепад давления потока в трубопроводе соизмерим с давлением в системе. Такая картина, в частности, отмечается при движении мазута в трансферном трубопроводе от печи до вакуумной колонны. [c.55]

ТОГО, такой способ удобен, когда на каждой ступени необходимо хорошо перемешивать реагенты, имеющие тенденцию к разделению, и обеспечить непрерывность движения потоков (например, для систем жидкость —газ в дистилляционных колоннах или для систем твердое тело — газ в многоступенчатых каскадах аппаратов с псевдоожиженным слоем). [c.426]

В главе 6 представлены принципиальные схемы мембранных установок (одноступенчатых и многоступенчатых) для разделения газов и дан их расчет, а также каскадных установок, мембранных установок колонного типа и их сопоставление. [c.7]

Детальное технико-экономическое сравнение двух способов мембранного процесса разделения провел У. Вернер с сотр. на примере обогащения воздуха кислородом [31—33]. Проведенный ими на основании экспериментальных данных (мембранная колонна высотой 14,4 м на основе полых волокон диаметром 2 мм суммарной поверхностью мембран 2,5 м ) и теоретических расчетов анализ показал, что применение принципа мембранной ректификации позволяет, кроме всего прочего, экономить и на поверхности мембран в устаиовках (по сравнению с многоступенчатыми установками с рециркуляцией). Причем разделение мембран в колонных аппаратах выгодно проводить вплоть до относительно высоких концентраций целевого продукта (кислорода) в пермеате (рис. 6,21). [c.227]

При организации многоступенчатого (каскадного) процесса разделения бинарной омеси наибольший практический интерес представляет так называемый идеальный каскад [8, 10—1 2], в котором на входе в любую промежуточную ступень все потоки имеют один и тот же состав. Иными словами, идеальным является каскад, в котором отсутствуют термодинамические потери на межступенчатое смешение и, следовательно, работа по разделению компонентов смеси минимальна. [c.203]

Достоинствами идеального каскада по сравнению с другими вариантами многоступенчатого разделения являются наименьший объем мембранного оборудования и минимум потребляемой энергии на межступенчатое сжатие. Это, однако, не относится к стоимости капитальных затрат, так как размер мембранных аппаратов на каждой ступени неодинаков [3, 12]. [c.203]

Результаты расчетов мембранных многоступенчатых установок с рециркуляцией (идеальные каскады) для разделения бинарной смеси (воздух) приведены в табл. 6.1 [3]. В качестве мембраны использовали силоксановую пленку толщиной б = = 10 м коэффициенты газопроницаемости кислорода и азота через мембрану соответственно равны Лоз = 113,8-10 моль- м/(м -с-Па) и ЛN2 =51,9-10- 5 моль-м/(м2-с-Па). Давления в напорных и дренажном каналах мембранных модулей поддерживали равными Р1=0,6 МПа, Рг = 0,1 МПа. Цель процесса — получение 1 м /с обогащенного до 91—92% (об.) О2 газового потока, поэтому установка представляет собой только укрепляющую часть каскада. [c.209]

Большие многоступенчатые горизонтальные экстракторы изготовляются из отдельных аппаратов, показанных на рис. 3-21 [35]. Отдельная ступень имеет форму призмы, разделенной перегородками на три камеры. В первую камеру 1 поступают жидкости тяжелая 4 и легкая 5. Обе жидкости через горизонтальное отверстие 6 переходят в камеру перемешивания 2, в которой установлена вертикальная лопастная или иного типа мешалка. Для улучшения перемешивания и увеличения скольжения жидкости относительно мешалки в камере установлены направляющие вертикальные перегородки 8. Через отверстие 9, расположенное симметрично по отношению к отверстию 6, эмульсия переходит в камеру отстаивания 3, в которой жидкости разделяются и через [c.287]

Влияние коэффициента деления потока на параметры установки. Следует отметить (это было показано выше), что важную роль для расчета мембранных модулей и установок (особенно многоступенчатых каскадных) играет коэффициент деления потока мембранной ступени разделения 0/. [c.213]

К недостаткам рассматриваемого метода применительно к разделению изотопов следует отнести низкие значения факторов разделения, что требует применения многоступенчатых установок с большой поверхностью мембран, а это в свою очередь приводит к значительным капитальным и эксплуатационным затратам. [c.314]

Так, использование в качестве мембраны для разделения изотопов урана микропористых керамических (или металлокерамических асимметричных) капилляров (или трубок) целесообразно только при повышенных температурах и пониженных давлениях, причем из-за небольших значений фактора разделения в паре необходим многоступенчатый процесс. Мембран- [c.315]

Многоступенчатые экстракционные процессы состоят из ряда единичных ступеней однократного разделения. На каждой ступени кроме фазовых переходов можно просчитать качественные характеристики деасфальтизата или рафината и экстракта, используя правило аддитивности. [c.218]

Необходимо отметить, что это уравнение можно применить ко всем многоступенчатым процессам разделения. В теории ректификации оно известно как уравнение Фенске. [c.172]

Оптимальное отношение количеств растворителей (кроме того, 61=82). Для многоступенчатой экстракции оптимальным является такое отношение количеств растворителей, при котором число ступеней, необходимое для получения заданного разделения, наименьшее. Для определения оптимального отношения составлена формула [40, 68] [c.228]

Установки ДЛЯ проведения многоступенчатой экстракции в системе жидкость—жидкость обычно состоят из двух основных элементов аппаратов для перемешивания (экстракции) и устройств для разделения. [c.266]

Кристаллизация. В последнее время все большее значение в химической технологии для разделения компонентов приобретает кристаллизация из-за меньшей энергоемкости по сравнению с ректификацией, так как теплота кристаллизации обычно намного меньше теплоты испарения многоступенчатые кристаллизаторы вследствие повышения точности проектирования, степени автоматизации и совершенствования оборудования, обеспечивающие получение чистых компонентов разделяемой смеси [15]. [c.89]

Выделяющиеся при высоких температурах смолы и высокомолекулярные ароматические углеводороды способны извлекать из раствора пропана благодаря влиянию дисперсионных сил остающиеся в нем нежелательные компоненты. В результате в верхней части деасфальтизационной колонны совмещаются процессы фракционирующего разделения пропаном и селективной экстракции избирательным растворителем (смолы, полициклические ароматические углеводороды). Этот процесс можно назвать ректификационной экстракцией . Фракционирование сырья растворителями, находящимися близко к критическому состоянию, имеет свои особенности по сравнению с противоточным экстракционным процессом при помощи избирательных растворителей. Главное различие заключается в том, что при существовании температурного градиента в обычной многоступенчатой экстракционной колонне самопроизвольно возникает внутренняя циркуляция только той жидкой фазы, которая подается на. более холодном [c.68]

Разделение процесса на три ступени позволило предотвратить отравление активных, но дорогих катализаторов и уменьшило образование побочных газообразных продуктов, а следовательно, и расход водорода. Такая многоступенчатая схема давала возможность перерабатывать практически любое сырье, но большое число ступеней крайне осложняло и удорожало процесс. Более того, для получения высококачественных бензинов требовалось введение еще четвертой ступени — гидроформинга продукта бензинирования — для превращения нафтеновых углеводородов в ароматические. [c.9]

Удаление серы из дистиллятного сырья представляло собой неизмеримо более легкую задачу, чем получение искусственного жидкого топлива из угля или смол. Естественно, что она могла быть решена применением простых и дешевых установок среднего давления в одну ступень и использовапием более дешевых и легко регенерируемых, хотя и менее активных катализаторов. Сначала гидроочистке подвергались более легкие дистилляты, затем все более тяжелые, включая газойли и смазочные масла. Было заманчиво при гидроочистке тяжелого сырья осуществить и его деструкцию. Так, с конца пятидесятых годов в опытных масштабах, а с начала шестидесятых — в промышленных масштабах стали развиваться процессы гидрокрекинга, имевшие целью повысить выход наиболее цев(ных нефтепродуктов — бензина и дизельного топлива, а также улучшить качество сырья для каталитического крекинга. Процессы гидрокрекинга не были возвратом к многоступенчатой технологии деструктивной гидрогенизации смол и углей, хотя и носили в себе основные черты последней. Видимо, поэтому к ним и применили новый термин — гидрокрекинг. В процессах деструктивной гидрогенизации разделение их на ступени и применение высоких давлений было вынужденной мерой, так как катализаторы были дороги, не регенерировались и были слишком чувствительны к ядам. В современных процессах гидрокрекинга применяются новые, более активные катализаторы, многие из которых могут регенерироваться. Процессы осуществляются максимум в две ступени и при меньшем давлении водорода. Многие из вновь разработанных катализаторов обладают [c.11]

Необходимость использования приближенных моделей очевидна при расчете многоступенчатых процессов разделения многокомпонентных смесей (ректификация, абсорбция, экстракция и т. п.). Экспериментально показано 1112], что около 80% общих затрат связано с расчетом термодинамических свойств, так как необходимо многократно рассчитывать равновесие фаз на каждой из ступеней. Поэтому нужно максимально уменьшить число обращений к расчету свойств в процессе последовательных приближений. Это можно сделать следующим образом. [c.429]

Наряду с усовершенствованием ректификационных установок ведется поиск других способов получения чистых продуктов, менее энергоемких, чем ректификация. Правда, эти работы проводятся применительно к конкретным производствам и системам, физико-химические свойства которых позволяют применить другой способ разделения. В работе [51] рассмотрен пример замены ректификации диметилформамида из водного раствора экстракцией, кристаллизацией при пониженных температурах, многоступенчатой ректификацией с колоннами при различных давлениях, ректификацией в установке с тепловым насосом. Исходная смесь с массовой долей диметилформамида 12,5% в количестве 10 ООО кг/ч поступала на разделение, концентрация целевого продукта составляла 99,9%. Результаты сравнения этих способов получения чистого продукта приведены в табл. 8.5. [c.486]

Степень использования тепла и холода теплоносителей при разделении смесей значительно повышается путем объединения процессов многоступенчатого испарения и многоступенчатой конденсации в один совмещенный, включающий подвод тепла и холода на каждой ступени. Рассматриваются возможные режимы работы совмещенного процесса с равновесными встречными потоками при разделении бинарной смеси, которые могут быть реализованы на практике. [c.29]

Фракционирование обычно играет главную роль в схемах разделения компонентов нефти. Выбор тех или иных методов фракционирования зависит от сложности состава нефтяных фракций и от желаемой степени разделения. Многоступенчатые схемы фракционирования высококипящих фракций, для которых степень разделения желательно довести до возможного предела, включают несколько физических методов (В. Mair, 1967 Н. Powell, 1967 М. Bestougeff, 1959). [c.226]

Компрессия и конденсация — процессы сжатия газа компрессорами и охлаждения его в холодильниках с образованием двухфазной системы газа и жидкости. С повышением давления и понижением температуры выход жидкой фазы возрастает, причем сконденсировавшиеся углеводороды облегчают переходлегких ком — понентов в жидкое состояние, растворяя их. Обычно применяют многоступенчатые (2, 3 и более) системы компрессии и охлаждения, используя в качестве хладоагентов воду, воздух, испаряющиеся аммиак, пропан или этан. Разделение сжатых и охлажденных газов осуп1,ествляют в газосепараторах, откуда конденсат и газ направля — ют на дальнейшее фракционирование методами ректификации или абсорбции. [c.203]

Для промышленной экстракции нефтяных фракций растворителем применяются также многоступенчатые центрифуги, в которых одновременно (я с наличием противотока) происходят экстракция и разделение двух жидких фаз в относительно небольших емкостях. Преимущество этих установок в их малых габаритах и ничтоягно малом пополнении материалами при обработке. [c.194]

Например, для конического каскада, принципиальная схема которого представлена на рис. 6.5, б, коэффициент деления потока на первой ступени равен 01 = 0,67, на последующих 02 = = 03 = 04 = 0,5. Работа многоступенчатых установок по схеме простых каскадов выгодна только в том случае, когда разделяемая смесь достаточно дещева, например в случае разделения воздуха для получения обогащенного кислородом газа. [c.202]

Наиболее точный метод расчета многоступенчатых установок с рециркуляцией — поступенчатый (по аналогии с потарелочным при расчете абсорбционных, ректификационных и экстракционных аппаратов). Задачей вычислений является определение числа ступеней разделения (и числа аппаратов в каждой ступени) для достижения заданной степени разделения смеси (или необходимой степени выделения целевого продукта) при известных нагрузке по газовой смеси, концентрации целевого компонента, давлениях Ру и Ра, характеристиках мембраны Л , аРц- [c.206]

Разумеется, чем меньше отношение <7комп/9р, тем экономичнее процесс, и в этом отношении вариант мембранной колонны с ДММ представляется наиболее целесообразным. Однако прн сравнении вариантов организации процесса с помощью высоко-селективных мембран (а° = 40) положение существенно изменилось. Оказалось [33], что в этом случае наиболее эффективно осуществление процесса разделения в многоступенчатой (каскадной) установке, [c.228]

Мельпольдер с сотр. [148] разработал двадцатиступенчатый аппарат для молекулярной ректификации, предназначенный для разделения высококипящих фракций нефти. В работе [140] предложен десятиступенчатый испаритель, который медленно вращается в наклонном положении. Разделение исходной смеси в этом случае происходит на всей поверхности испарителя. Образовавшийся на первой ступени охлаждения конденсат поступает во вторую ступень испарения и таким образом продвигается далее до места отбора дистиллята. Сравнение разделяющих способностей одноступенчатого испарителя (см. рис. 204) и десятиступенчатого испарителя [140] показано на рис. 208 [146]. Методы расчета чисел теоретических ступеней разделения, достигаемых в подобных многоступенчатых аппаратах, представлены в работах Жаворонкова и Малюсова с сотр. [149, 150]. На рис. 209 показана установка для молекулярной дистилляции, использованная этими исследователями. [c.286]

Так как молекулярные массы изотопов гексафторида урана близки, то величина идеального коэффициента разделения а = = (352/349) = 1,008. Поэтому для получения обогащенного урана-235 обязательно применение многоступенчатой каскадной установк и, состоящей из нескольких тысяч ячеек на основе пористых трубчатых мембранных элементов. Поток исходной смеси подают на I ступень каскада, пермеат после I ступени —на следующую и т. д. Обогащенный до необходимой концентрации ураном-235 газ отводят с последней ступени каскада на дальнейшую переработку [35]. Ступень каскада представляет собой один или несколько параллельно соединенных мембраиных аппаратов между собой ступени соединены последовательно. [c.317]

Установки разделения изотопов водорода. В топливном цикле разрабатываемого в СССР и за рубежом дейтерий-тритиевого реактора для осуществления управляемой термоядерной реакции необходимо выделение из газов плазмы и возврат в цикл не успевших прореагировать дейтерия и трития. Процесс выделения состоит из двух основных стадий выделения Не и других примесей и разделения изотопов водорода с получением смеси дейтерия и трития. Метод газового разделения с использованием многоступенчатой каскадной установки с мембранными модулями на основе палладия и его сплавов, по мнению авторов [100, 101], наиболее перспективен. [c.317]

Многоеекционные сушилки. Одной из первых многоступенчатых сушилок является сушилка ВТИ (СССР). В ней смонтировав ряд перфорированных полок, на которых натянута сетка или ткань так что поток горячего газа равномерно распределяется в слое материала. Сушилка первоначально предназначалась для сушки дрожжей. Позднее была сконструирована сушилка для зерна производительностью 10 т/ч. Эта сушилка (рис. ХП-З) представляет собой прямоугольную камеру размерами 2,5x1,25x3,8 м разделенную последовательно на три секции две верхних предназначены для сушки зерна, нижняя — для его охлаждения. [c.503]

Многоступенчатый процесс можно с успехом просчитать по псевдопротивоточной схеме Нэша. Каждая ступень такой схемы представляет собой узел контактирования встречных потоков при определенной температуре. Расчет проводят от ступени к ступени. При выбранном соотношении растворителя и сырья определяют концентрации всех последовательных фракций, перешедших в фазу растворителя. В сводном балансе суммируют перераспределение фракций между фазами. С учетом нового состава просчитывают следующую ступень разделения. Расчет продолжают от ряда к ряду до устойчивого равновесия в системе. [c.218]

Таким образом, для совмещенного процесса многоступенчатого испарения и конденсации возможны два режима с равновесными встречньши потоками пара и жидкости, которые могут быть реализованы на прагстике, что позволяет уменьшить энергетические затраты на фракционирование за счет разделения смеси в условиях, близких к термодинамически обратимолгу разделению. [c.30]

В отечественной нефтепереработке широко распространён процесс селективной очистки масляных фракций фенолом. Анализ промышленных объектов показывает их недостаточно высокую эффеетивность. Б частности, происходят потери с экстрактом от 5 до 10 % желательных сырьевых компонентов. Это связано с низкой избирательностью процесса в шшней части экстракционных колонн установок фенольной очистки масел с использованием известных способов создания рисайкла (подача анпфастворителя, экстракта, экстрактного раствора и др.). Интенсифицировать процесс жидкостной экстракции можно за счёт разработанных новых способов создания рисайкла, в том числе и комбинированных. Их влияние на селективность, являющуюся основным свойством растворителя и определяющую чёткость разделения сырьевых компонеетов и экономичность процесса многоступенчатой жидкостной экстракции, показано в данной работе. [c.123]

Для разделения смеси гелий - азот испытано большое количество различных полимерных мембран. Фактор разделения смеси гелий - азот у большинства полимеров значительно больше единицы и может достигать 100 у ацетатцеллюлозных, 300 у фтор- и кислородсодержащих полимеров. Высокой производительностью обладают асимметричные мембраны из ПВТМС, но поскольку значение фактора разделения для этих мембран 15-20, то необходим многоступенчатый процесс. [c.176]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология