Число теоретических тарелок связь

Разделяющая способность ректификационной колонны определяется числом теоретических тарелок в ней. Теоретической тарелкой называется единица высоты ректификационной колонны, на которой достигается обогащение пара низкокипя-щим компонентом смеси, отвечающее равновесию между паром и жидкостью. Число теоретических тарелок зависит от заданной полноты разделения и летучести (практически —температуры кипения) компонентов ректифицируемой смеси. Эти величины связаны зависимостью [c.116]

Влияние объема дозы д на ВЭТТ весьма существенно, поскольку объем дозы в колонке после ее ввода непосредственно связан с шириной пика на хроматограмме, которая, в свою очередь, связана с высотой теоретической тарелки. Согласно теории теоретических тарелок следует, что проба не должна превышать емкости одной теоретической тарелки. Заменяя число теоретических тарелок /V высотой теоретической тарелки И, согласно формулам (IV. ) и (IV. 16), получим [c.138]

Перегонка с ректификацией - наиболее распространенный в химической и нефтегазовой технологии массообменный процесс, осуществляемый в аппаратах - ректификационных колоннах - путем многократного противоточного контактирования паров и жидкости. Контактирование потоков пара и жидкости может производиться либо непрерывно (в насадочных колоннах) или ступенчато (в тарельчатых ректификационных колоннах). При взаимодействии встречных потоков пара и жидкости на каждой ступени контактирования (тарелке или слое насадки) между ними происходит тепло- и массообмен, обусловленные стремлением системы к состоянию равновесия. В результате каждого контакта компоненты перераспределяются между фазами пар несколько обогащается низкокипящими, а жидкость - высококипящими компонентами. При достаточно длительном контакте и высокой эффективности контактного устройства пар и жидкость, уходящие из тарелки или слоя насадки, могут достичь состояния равновесия, то есть температуры потоков станут одинаковыми, и при этом их составы будут связаны уравнениями равновесия. Такой контакт жидкости и пара, завершающийся достижением фазового равновесия, принято называть равновесной ступенью, или теоретической тарелкой. Подбирая число контактных ступеней и параметры процесса (температурный режим, давление, соотношение потоков, флегмовое число и др.), можно обеспечить любую требуемую четкость фракционирования нефтяных смесей. [c.195]

В качестве характеристики работы колонки используется высота эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ). При этом процесс газохроматографического разделения смеси сопоставляется с ее разделением методом ректификации. Рассчитывают число тарелок п ректификационной колонны, необходимое для достижения определенного критерия разделения, и их высоту (ВЭТТ) — чем больше число тарелок н соответственно меньше ВЭТТ, тем лучше разделение. В связи с тем что критерий разделения К зависит от растворимости, то можно получить следующую зависимость [c.48]

Изложенный графический метод анализа процессов тепло- и массообмена бинарной двухфазной смеси применяют при расчете ректификационных колонн. Одной из задач расчета колонны является определение минимально необходимого числа тарелок в ней. В связи с этим вводится понятие теоретической тарелки . На теоретической тарелке происходит идеализированный процесс тепло- и массообмена между жидкостью и паром, отличающийся от действительного следующими особенностями [c.21]

Связь между расчетным числом теоретических тарелок и пообхп-димым числом действительных тарелок устанавливается при помолi,и коэффициента полезного действия тарелки. [c.236]

Величина, обратная числу теоретических тарелок, соответствует по уравнению (6) относительному стандартному отклонению К8У. Связь числа теоретических тарелок с высотой эквивалентной теоретической тарелки Н (или ВЭТТ) дается уравнением [c.32]

Число теоретических тарелок п, соответствующее данной колонке, не является достаточной характеристикой хроматографического разделения, поскольку это число не зависит от размеров разделительной системы (длины колонки), в связи с этим высоту, эквивалентную теоретической тарелке (ВЭТТ), можно определить как толщину сорбционного слоя, необходимую для того, чтобы раствор, поступивший из предыдущего слоя, пришел в равновесие со средней концентрацией растворенного вещества в подвижной фазе этого слоя. Такая характеристика лучше определяет эффект хроматографического разделения. Таким образом, эффективность хроматографической системы с использованием набивных хроматографических колонок описывается величиной ВЭТТ [c.20]

Высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ), связана с числом теоретических тарелок Щ следующей зависимостью [c.37]

Основной недостаток нерегулярных (насыпных) насадок, ограничивающий их применение в крупнотоннажных производствах, — неравномерность распределения контактирующих потоков по сечению аппарата. Регулярные насадки, изготавливаемые из сетки, перфорированного металлического листа, многослойных сеток и т. д., обеспечивают более однородное, по сравнению с традиционными насадками из колец и седел, распределение жидкости и пара (газа) в колоннах. Кроме того, они обладают исключительно важным достоинством, таким как низкое гидравлическое сопротивление — в пределе до 1-2 мм рт. ст. (130-260 Па) на 1 теоретическую тарелку. По этому показателю они значительно превосходят любой из известных типов тарельчатых контактных устройств. В этой связи в последние годы за рубежом и в нашей стране начаты широкие научно-исследовательские работы по разработке самых эффективных и перспективных конструкций регулярных насадок и широкому применению их в крупнотоннажных производствах, в том числе в таких процессах нефтепереработки, как вакуумная и глубоковакуумная перегонка мазутов. На НПЗ ряда развитых капиталистических стран вакуумные колонны установок перегонки нефти в настоящее время оснащены регулярными насадками, что позволяет обеспечить глубокий вакуум в колоннах и существенно увеличить отбор вакуумного газойля и достичь температуры конца кипения до 600 °С. [c.121]

Испытания опытно-промышленного аппарата (диаметр 0,5 м, число ступеней 5, число контактно-сепарирующих устройств на каждой тарелке 7) показали его работоспособность и высокую эффективность. Например, при адсорбции СО2 на цеолите СаА (без связующего) й = (0,14 0,25) 10 м оказалось, что каждая контактная ступень приближается к теоретической тарелке. Успешная работа такого адсорбера зависит от механической прочности микросферических адсорбентов. [c.231]

Расчет абсорбции нескольких компонентов на вычислительных машинах. Рассмотренные способы расчета абсорбции нескольких компонентов громоздки и связаны с большим объемом вычислений, которые к тому же приходится несколько раз повторять. Сложность расчета возрастает с увеличением числа компонентов и ступеней. Поэтому расчет производят обычно на цифровых вычислительных машинах. Опубликованные в этой области работы [141 основаны на представлении о теоретической тарелке. По нашему мнению, целесообразнее использовать описанную выше методику. [c.297]

Например, согласно графическому расчету, изображенному на рис. V. 37, необходимые разделяющие действия укрепляющей и исчерпывающей частей колонны определяются одинаковым числом теоретических ступеней. Следовательно, смесь должна вводиться в середину колонны, если эффективность массообменных устройств в укрепляющей или исчерпывающей частях колонны одинакова. В противном случае точка ввода делит колонну по высоте на части в соотношении, пропорциональном эффективностям соответствующих частей колонны. Это справедливо для колонн с непрерывным контактом фаз. В колонны со ступенчатым контактом фаз (тарельчатые) смесь подается на ту тарелку, состав смеси на которой ближе всего к составу разделяемой смеси. В связи с колебаниями состава разделяемой смеси в производственных условиях чаще всего предусматривают несколько точек ввода этой смеси в колонну. [c.554]

В разд. 24-2 показано, что скорость потока в оптимуме на кривой зависимости высоты тарелки от скорости подвижной фазы сильно зависит от диаметра частиц, и в связи с низкими коэффициентами диффузии в жидкостях оптимальная скорость потока невелика. В последнее время размеры частиц снижаются до 10— 15 мкм при диаметре 0,1 —1,0 см и длине колонки 0,1—0,5 м. При малом диаметре колонки достижимы значительные увеличения скорости потока, что приводит к сокращению времени без потери эффективности разделения [пятый член уравнения (24-14)]. При умеренной длине колонки необходимы высокие давления на входе (от 20 до 300 атм). Наблюдается значительный прогресс в развитии приборов, методик и систем детектирования [54,55] для хроматографии с высоким разрешением при высоких давлениях и скоростях. При продолжительности разделений от нескольких минут до одного часа достигается число теоретических тарелок от 1000 до 10 000, что сравнимо с параметрами газохроматографического разделения. При диаметре частиц силикагеля 20—30 мкм и 5—10 мкм и скоростях потока 0,1 см/с [56] и 1,2 см/с [57] получены высоты теоретической тарелки порядка долей миллиметра. В жидкостной хроматографии высокого давления носитель для стационарной фазы должен быть достаточно жестким, чтобы его размеры существенно не менялись при высоком давлении. Этому требованию удовлетворяют пористые стеклянные шарики. Опубликован сборник статей, посвященных актуальным вопросам жидкостной хроматографии [58]. [c.546]

Прп этом, конечно, следует иметь в виду, что высота теоретической тарелки Н или число теоретических тарелок п не характеризует непосредственно интересующую нас на практике эффективность разделения для этой цели более подходит острота разделения 8, которая связана с высотой теоретической тарелки Н соотношением [c.345]

На рис. 14-7 графически изображен тот же процесс для той же смеси, что и на рис. 14-6. Ступени испарения представлены вертикальными линиями, направленными от линии сравнения, проведенной под углом 45° к оси состава пара. Ступени конденсации представлены горизонтальными линиями, проведенными вправо от точки пересечения вертикальных линий с кривой состава пара. Цифры, означающие номер теоретической тарелки, и буквы, соответствующие определенному составу, точно совпадают с обозначениями на рис. 14-6. Нетрудно заметить, что на фазовой диаграмме обогащению пара более летучим компонентом соответствует нижняя левая часть диаграммы, а на графической зависимости Уд от Хх — правый верхний угол. Поскольку для построения графика Уа—Х необходимо знать только а, он находит широкое практическое применение. Возвращаясь к рис. 14-5, следует подчеркнуть, что уменьшение кривизны графика, которое связано с уменьшением а, приводит к резкому увеличению числа ступеней, необходимых для достижения любой требуемой степени очистки. Типичный пример ступенчатого метода представлен на рис. 14-7 (жирная пунктирная линия). Графически найдено, что число теоретических тарелок, необходимых для получения вещества А чистотой 98% (мол.) из исходной смеси, содержащей только 10% (мол.), А — равно шести. Напомним, что а можно рассчитать по температурам кипения, поэтому этот метод удобен для определения числа необходимых теоретических тарелок, если только известны температуры кипения разделяемых веществ. [c.488]

Размеры колонки (длина и внутренний диаметр) также должны быть выбраны оптимальными. Выбор размеров колонки зависит от сложности анализируемой смеси. Теоретически наилучшее разделение будет достигнуто на колонках большой длины и малого диаметра. Для оценки эффективности колонки используют понятие теоретической тарелки , которое взято из теории дистилляции. Согласно этой теории, вся колонка состоит из ряда равновесных зон, т. е. теоретических тарелок. Эффективность колонки выражается числом теоретических колонок или высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ). Эти две величины связаны уравнением [c.51]

Метод теоретических тарелок позволяет, таким образом, для противоточных аппаратов обойти расчет самого диффузионного процесса он заменяется расчетом равновесия, дополненным эмпирическими коэффициентами. Если известны коэффициенты переноса, то длину, эквивалентную одной теоретической тарелке, или коэффициент полезного действия можно рассчитать. Для тарельчатых колонн естественным представляется нестационарный метод расчета коэффициента полезного действия, подробно разработанный Кишиневским [8]. В этом методе рассматривается нестационарный процесс диффузии для жидкой частицы за время ее пребывания на тарелке, без пользования понятием приведенной пленки. Для насадочных колонн успешно применяется стационарный метод расчета в приближении двойной пленки при этом число теоретических тарелок выражается через число единиц переноса (ЧЕП), которое, согласно формуле (III, 38а), связано с критерием Стэнтона. Изложение этого вопроса можно найти в монографии Рамма [9], к которой и отсылаем интересующегося читателя. Анализ, учитывающий процессы не только диффузии, но и теплопередачи, дал Жаворонков [101. [c.167]

Число теоретических тарелок N может быть экспериментально определено через величину Н ("высота, эквивалентная одиой теоретической тарелке"), с которой связано следующей зависимостью [c.88]

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]

С целью упрощения расчетов обычно используют три допущения первое — термодинамическое равновесие между паром и жидкостью на тарелке, т. е. так называемая концепция о теоретической тарелке второе — постоянство потоков жидкости и паров по высоте отдельных секций колонны третье — постоянство относительных летучестей компонентов в условиях разделения. Даже при указанных упрощающих допущениях система уравнений, описывающая взаимосвязь различных параметров ректификационной колонны, характеризуется высокой степенью нелинейности, в связи с чем задача решается методом последовательных приближений. Ниже описан один из вариантов расчета простой колонны методом от тарелки к тарелке при заданных потоках и числе теоретических таре.лок в укрепляющей и отгонной секциях. Таким образом, задача заключается в определении составов дистиллята и остатка. Направление расчета тарелок принято от концов колонны к тарелке питания. [c.56]

Большое число приближений, необходимое для расчета, нетрудно выполнить на счетно-вычислительной машине, ио вручную такие расчеты весьма трудоемки. Затруднения связаны с выбором приближенной величины содержания компонента Д в низу колонны. Например, если эта величина была принята равной 2,0 10- или 3,0 10-<, то величины полученные расчетом от тарелки к тарелке при одном и том же положении тарелки питания и одинаковом числе теоретических тарелок, принимают следующие значения по сравнению с правильным решением [c.355]

Используя различные модельные представления, например распределение Крейга, в итоге можно свести различные теоретические представления к понятию теоретической тарелки. Число теоретических тарелок разделения для данной колонки непосредственно связано с формой хроматографического пика и может быть из него вычислено. На основе различных модельных представлений предложен целый ряд уравнений для определения числа п из хроматографических данных [c.49]

Существует и другой метод анализа работы насадочных колонн. Он состоит в том, что насадочная колонна в некотором смысле уподобляется тарельчатой колонне, чтобы можно было оперировать в расчетах высотой слоя насадки, эквивалентной теоретической тарелке. Под теоретической тарелкой в насадочной колонне понимается такой участок ректифицирующей части, а котором состав жидкости, стекающей с нижнего его конца, и состав пара, выходящего с его верхнего конца, связаны таким соотношением, которое эти жидкость и пар имели бы, находясь в термодинамическом равновесии. Таким образом, для каждого -го участка будет справедливо выражение вида (П.48). Отсюда число теоретических тарелок п, которым эквивалентна данная насадочная колонна при разделении заданной смеси, например, в безотборном режиме, может быть оп>ределено с помощью уравнения (П.50), если известен фактор разделения Ро для этой смеси с заданным значением а. Путем деления высоты ректифицирующей части на п определяется высота, эквивалентная теоретической тарелке— ВЭТТ. И наоборот, при известном значении ВЭТТ, /например, для колонны небольшой высоты нетрудно оценить величину п для такой же колонны большей высоты, разумеется, при одних и тех же условиях процесса. [c.69]

Для расчета Я через число ступеней в аппаратах со ступенчатым контактом необходимое число ступеней определяется аналитическими и графическими методами. До недавнего времени обычно пользовались методами, основанными на понятии о теоретической ступени изменения концентрации, или о теоретической тарелке. Такая ступень, или тарелка, соответствует некоторому гипотетическому участку аппарата, на котором жидкость полностью перемешивается, а концентрации удаляющихся фаз (например, жидкости и газа) являются равновесными. Методу теоретических ступеней (тарелок) присущи серьезные недостатки (см. ниже), и обоснованный переход от теоретических к действительным тарелкам затруднителен. В связи с этим разработаны более совершенные методы, позволяющие определить аналитически или графически непосредственно число действительных ступеней (тарелок) аппарата. [c.425]

Вследствие малой удельной поверхности стеклянных шариков (см. табл. 2) на них можно наносить лишь малые количества неподвижной фазы. Максимальное количество неподвижной фазы зависит от радиуса шариков, иоверхностного натяжения и плотности неподвижной фазы и изменяется в пределах 0,05—3%. При оптимальном содержании ненодвижной фазы достигается высота теоретической тарелки 0,5 — 1 мм, причем в области скоростей 16 —100 мл мин эта величина не зависит от скорости газа. Этот факт, а также малое содержание неподвижной фазы позволяют снизить время анализа (которое, как известно, зависит от количества неподвижной фазы и от скорости потока газа) па 40% при том же качестве разделения, и, следовательно, можно работать при температурах на 250° ниже температуры кипения наиболее высококипящего компонента анализируемой смеси (Хишта, Мессерли и сотр., 1960). В этом, по-видимому, заключается главное преимущество стеклянных микрошариков как носителей. Таким образом, оказывается возможным применять менее устойчивые к нагреванию полярные неподвижные фазы, использовать аппаратуру, менее пригодную для работ нри высоких температурах, и, кроме того, исследовать вещества, термически неустойчивые. Вследствие малого количества неподвижной фазы приходится, однако, применять пробы малого размера. Правильная форма стеклянных шариков позволяет изготовлять колонки с воспроизводимыми величинами числа тарелок , что в случае носителей на основе кизельгура (Шретер и Лейбнитц, 1961) связано со значительными трудностями. [c.88]

Обратимся к явлениям на ректификационной тарелке (рис. 63, е). Пар 01 уходит с тарелки 1, будучи для идеальной тарелки в равновесии с жидкостью 1 Оу и 1 лежат на изотерме В сечении с — с между тарелками связь между О) и дается уравнениями (а) т. е. точки Оу и 2 лежат на луче. Далее а и Од лежат на изотерме и т. д. Числом таких переходов определяется число необходимых теоретических тарелок. [c.260]

Число теоретических тарелок колонки п связано с высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ) Н, следующим образом [c.50]

В связи с этим целесообразно понизить размерность общей системъ уравнений, уменьшив тем самым общее число переменных путем использования рекуррентных соотношений для группы тарелок вместо уравнений потарелочного материального баланса и фазового равновесия, т. е. выполнить расчет сложной системы не по теоретическим тарелкам, а по секциям. Результаты такого расчета могут быть использованы в первую очередь для выбора оптимальной схемы процесса разделения. [c.163]

Между п и высотой теоретической тарелки Н пмеется простая связь L = Нп, где L — длина колонки. Ввиду того что коэффициент распределения и коэффициент диффузии вещества, распределяющегося в неподвижной фазе и газе-носителе, завпсят от температуры п связаны в соответствии с уравнением вап Деемтера с Н, уравнение (19) нельзя непосредственно применять для определения Н пли п в условиях программирования температуры. С повышением температуры Н возрастает, а следовательно, падает эффективность во всех областях, за исключением области очень низких температур, где вследствие экстремально малых значений коэффициентов диффузии в жидкой фазе член С уравнения ван Деемтера может стать определяющим для величины Н. Таким образом, в случае хроматографии с программированием температуры высота теоретической тарелки является сложной функцией температуры, а следовательно, и времени. Однако для компонента, проходящего через колонку, можно предположить некоторую среднюю высоту теоретической тарелки. Ввиду того что зона вещества проходит через всю колонку при температурах, близких к температуре удерживания Тг, величина этой средней высоты теоретической тарелки близка к получаемой в изотермических условиях при температуре удерживания. Исходя из этих соображений, Хэбгуд и Харрис (1960) привели ирпб.тшженное уравнение для числа теоретических тарелок [c.403]

Другие хроматографически определяемые величины — число теоретических тарелок или высота тарелки — связаны с кинетическими величинами, коэффициентами диффузии Од. [c.474]

Число реальных тарелок п рассчитывают с помощью КПД тарелки базируясь на требуемом числе теоретичесю1Х тарелок Ит, они связаны соотношением и = n r j. Расчет числа теоретических ступеней (тарелок) щ может быть выполнен графически в диаграмме у—х путем построения ступенек между рабочей и равновесной линиями в случае, если последняя — кривая (рис. [c.935]

При реакции достройки следует поддерживать оптимальные условия. (Температура не должна превышать 100°.) Тогда, кроме небольшого количества (0,1—0,2 моль1л двойных связей) а-олефинов с прямой цепью, не содержится других примесей. Низшие олефины — до Се или Сю — можно полностью удалить перегонкой в вакууме при температуре бани 100°. И тогда после гидролиза получают чистые парафины. Если весь продукт реакции подвергнуть гидролизу путем осторожного добавления его по каплям (в атмосфере защитного газа) в хорошо перемешиваемый избыток кашицы из льда и воды с последующим подкислением минеральной кислотой, то отделяется слой парафинов. Целесообразно провести исследование инфракрасного спектра на отсутствие линий 890 м- , характерных для а-разветвленных олефинов (конечно, лучше проводить отгонку олефинов до гидролиза). Затем, продукты гидролиза гидрируют под давлением с соответствующим никелевым катализатором. Для точного разделения углеводородов четного ряда достаточна колонка с 20 теоретическими тарелками и флегмовым числом 1 10. Для углеводородов нечетного ряда по причинам, указанным на стр. 164, при таком же флегмовом числе следует работать с 40 теоретическими тарелками. То же самое необходимо и в гом случае, если в результате отклонения от заданных условий синтеза имеется небольшое количество метил-парафинов. [c.196]

Далее, считая, что равно последующей ступени контакта, расчет повторяют до достижения Уд. Обычно для облегчения расчета необходимого числа ступеней изменения концентрации используют либо описанный выще (стр. 65) метод Мак-Кеба—Тилле, либо его модификацию, предложенную в 1936 г. Мерфрн [42]. При использовании первого метода для перехода от числа теоретических ступеней концентрации к реальным необходимо знать к. п. д. колонны Г) . К- п. д. колонны иногда путают со средним к. п. д, тарелки на данном участке изменения концентрации у тср)- Это — разные величины, связанные между собой вполне определенной зависимостью [43]. Установим математическую связь между тг и Для определения цтср поступают следующим образом после определения по методу Мак-Кеба—Тилле числа теоретических 84 [c.84]

Расчет ректификации на цифровых машинах в настоящее время проводят по уравнениям теоретической тарелки, решение которых осуществляется методом последовательных приближений. Известные методы расчета относятся к случаю, когда заданы числа тарелок в секциях колонны и количества пара и жидкости. Возможна обратная постановка задачи требуется определить высоту секций колонны и тепловые нагрузки на дефлегматор и кипятильник при известном разделительном действии аппарата (проектный расчет). В этом случае решение задачи по уравнениям теоретическоп тарелки связано с проведением серии расчетов при различных числах тарелок. При проектном расчете по уравнениям массопередачи достаточно однократного решения уравнений, описывающих процесс. [c.117]

Строгое решение такой системы уравнений для многокомпонентной смеси ионов в неравновесных условиях, особенно в присутствии комплексообразующего реагента, представляет большие трудности. Поэтому используют различные упрощения, касающиеся учета влияния кинетических особенностей системы. Наряду с чисто равновесным подходом, для которого характерен полный отказ от учета кинетических параметров системы и который передает лишь поведение экстремальных точек выходной кривой (точки половинной концентрации в динамике и точки максимума в хроматографии) [6, 7], одним из возможных приближений является послойный расчет, в котором дифференциальные величины заменяются конечными разностями, а кинетические особенности системы учитываются в неявной форме через связь высоты теоретической тарелки с кинетическими коэффициентами. Для выполнения большой вычислительной работы в данном методе была составлена программа для ЭВМ БЭСМ-4, которая позволяет рассчитывать ионообменные системы с числом компонентов до 10, включая динамику ионного обмена и ионообменную хром атографию в нрисутствии и в отсутствие комплексообразующих реагентов. Широко распространенные на практике системы с несорбируемым катионитом отрицательно заряженным комплексом [МеЬг] , характеризуются уравнениями [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология