Число теоретических тарелок параметром разделения

Чтобы определить конкретный рабочий режим разделения ректификационной колонны, необходимо предварительно закрепить некоторое конкретное число переменных параметров процесса, характеризующих его установившееся состояние. Анализ работы ректификационной колонны, основанный на принятии гипотезы теоретической тарелки, сводится к совместному рассмотрению соотношений парожидкостного равновесия и уравнений материальных и тепловых балансов. Общее число входящих в эти уравнения переменных, характеризующих процесс разделения [c.345]

Вторая группа параметров включает в себя кинетические и диффузионные параметры хроматографического опыта, определяющие процесс размывания хроматографической полосы и не связанные с селективностью непосредственно. К этим параметрам относятся размеры колонки (длина слоя сорбента и поперечное сечение колонки) размер и форма частиц сорбента давление, скорость потока природа газа-носителя температура колонки количество вводимой в колонку анализируемой смеси (доза) и способ ее введения содержание неподвижной жидкой фазы в колонке или эффективная толщина пленки неподвижной жидкой фазы, давление. Совокупность параметров хроматографического опыта, входящих во вторую группу, от которых, так же как и от селективности, зависит качество разделения, условно (для отличия от селективности) можно назвать общим термином — эффективность. Эффективность выражается высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), или числом тарелок N. [c.128]

Важной особенностью уравнения 36 (или 36а) является то, что записанное слева число (в первом приближении) не зависит от Кг, а правая часть уравнения такой независимостью не обладает (см. рис. 36). Четкое значение не может быть подсчитано по формулам, приведенным выше, пока величина Н остается сильно зависящей от Кг. Этот обескураживающий факт выявляет основную несовместимость понятий о числе разделений и о высоте, эквивалентной одной теоретической тарелке, как о параметрах, дающих возможность оценки эффективности слоя. Возможно, такое несоответствие даже свидетельствует о неприменимости [c.139]

В качестве простейшего примера рассмотрим процесс ректификации в одиночной колонне. Параметрами, определяющими этот процесс, являются производительность П, состав исходной смеси Xf, условия разделения, задаваемые любым способом (пап ример, чистотой фракции и х-щ), флегмовое число Н, число теоретических тарелок N. номер тарелки nf подачи исходной смеси, диаметр колонны О, давление в колонне Р. При оптимальном проектировании на основе этих данных и экономических показателей находят габариты колонны и определяют номинальный режим ее работы. При оптимальном управлении процессом вычисляются оптимальные значения регулируемых параметров. [c.125]

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]

Алгоритм итерационного расчета колонны со многими вводами и боковыми отборами без учета теплового взаимодействия потоков следующий. Заданными величинами являются количества и составы Хрц исходной смеси, величины потоков жидкости и паров на всех тарелках колонны, отборы дистиллята, остатка и боковых погонов, число теоретических тарелок в отдельных секциях колонны. Искомыми параметрами являются составы конечных продуктов разделения, а также составы равновесных фаз и температуры на всех тарелках. [c.70]

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]

Эффективность разделения на хроматографической колонке повышается с увеличением числа равновесий, т. е. с увеличением числа теоретических тарелок. Таким образом, число теоретических тарелок N является мерой эффективности колонки. Этой цели служит также вторая величина — высота, эквивалентная теоретической тарелке, Н. Между параметрами существует соотношение [c.258]

Вклад различных факторов в эффективность разделения можно описать с помощью понятия высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ). Теоретическая тарелка — это чисто абстрактное понятие, не соответствующее ничему реально существующему в колонке. Это очень удобный параметр, что является единственной причиной его существования. ВЭТТ определяют как отношение квадрата стандартного отклонения (дисперсии) к длине колонки, Н=а 1Ь. Это длина участка колонки, на протяжении которого между фазами при определенном наборе условий (скорость потока, температура и др.) может установиться равновесие. Для достижения высокой эффективности разделения желательно, чтобы число (Ы) теоретических тарелок было достаточно большим. Таким образом, чтобы колонка не была слишком длинной, ВЭТТ должна быть максимально малой. Чем ниже ВЭТТ, тем эффективнее колонка. [c.390]

Другой метод анализа распределенных систем, используемый при решении дифференциальных уравнений с частными производными на вычислительных машинах, основан на представлении непрерывного процесса многоступенчатым с сосредоточенными параметрами в каждой ступени. В зависимости от принимаемых допущений относительно механизма процесса массопередачи в ступени, а также способа представления движущей силы возможны некоторые разновидности математических моделей (см. табл. 17, модели 2, 3). Простейшей математической моделью является модель без учета кинетики процесса абсорбции. Насадочный абсорбер рассматривается как тарельчатый аппарат с тарелками, имеющими к.п.д., равный 1 (модель 2). Причем число тарелок выбирается равным числу ступеней, эквивалентных одной теоретической тарелке. Расчет динамических характеристик при помощи этой модели показал неудовлетворительное представление участка запаздывания на временной характеристике процесса при малом числе ступеней разделения. Кроме того, расчет стационарных режимов может быть выполнен лишь с некоторым приближением, так как число ступеней не может быть дробным. [c.368]

Отклонение реальной тарелки от нормы для теоретической ступени контакта имеет следствием сужение разрыва между составами фаз па смежных тарелках, приводящее к увеличению числа реальных тарелок против теоретически необходимого для данного разделения. Причины подобного рода отклонений оказываются самыми разнообразными и зависят от множества условий, определяемых как рабочими параметрами режима колонны — давлением, температурой, количествами паровых и жидких потоков, так и свойствами разделяемой системы — плотностью и вязкостью паров и флегмы, относительной летучестью ее компонентов, поверхностным натяжением насыщенной жидкости. Следует также указать и на влияние чисто конструктивных факторов, таких, как тип тарелки, размеры сливного устройства, расстояние между тарелками. Учет совокупного действия всех указанных факторов весьма сложен, и этим объясняется широкое привлечение эмпирических корреляций для определения эффективности реальных тарелок. [c.209]

Рассмотрим теперь основное содержание алгоритмов оптимального анализа одноколонных систем ректификации, когда при заданном разделении ключевых компонентов % и положении (номере) тарелки питания Np. соответствующих проектному расчету, определяют следующие оптимальные параметры лроцесса и конструктивные размеры аппарата флегмовое число опт. число теоретических тарелок Мопт. расстояние между тарелками Яопт и диаметр колонны Вапт- [c.127]

Силей [252] применил ЭВМ для расчета оптимальных параметров лабораторной колонны Олдершоу диаметром 31,8 мм с 12 реальными тарелками в исчерпывающей части и 10 реальными тарелками в укрепляющей части. На ЭВМ Ele tri KDF 7 (Англия) были проанализированы 280 процессов разделения. В качестве эталонной смеси использовали смесь метилциклогексан— толуол. При этом за расчетное число теоретических ступеней разделения принимали то значение, которому соответствовала минимальная погрешность. Были изучены возможные погрешности, возникающие при измерении состава смеси, при определении положения и наклона рабочей линии, а также погрешность данных по равновесию. [c.192]

Понятием эффективность условно обозначают совокупность параметров хроматографического опыта, влияющих на качество разделения смеси с точки зрения размывания хроматографических полос. Д.7Я максимального уменьшения размывания нужно сначала изучить влияние каждого кинетико-диффузионного параметра на процесс размывания (влияние каждого пар.эметра второй группы). Количественной характеристикой данного процесса является прежде всего высота, эквивалентная теоретической тарелке ВЭТТ, обозначаемая буквой Н, или обратно пропорциональная ей величина N — число теоретических тарелок. Следовательно, задача исследователя после решения задачи выбора сорбента подходящей селективности состоит в изучении влияния параметров второй группы на величины Н и N. Рассмотрим в..тияние прежде всего тех параметров, которые вносят наибольший вклад в процесс размывания. [c.130]

Установлением температуры низа колонны определяется равновесная система на нижней — первой — ступени контакта, жидкая фаза которой отводится как целевой продукт, представляющий собой масло, освобожденное от легкого растворителя. Для этой системы известны давление, под которым она находится, температура ее, рассчитанная по уравнению (IX. 84), и, кроме того, известно, что она содержит лишь едва уловимые следы легкого растворителя. Таким образом, известны значения трех ее степеней свободы и поэтому состояние ее вполне определено и значения всех остальных ее свойств могут быть установлены уже чисто расчетным путем. Установив параметры на первой ступени контакта, можно перейти к расчету второй, затем от второй к третьей ступени и так, двигаясь снизу вверх от тарелки к тарелке, попеременно используя соотношения равновесия и материального и теплового балансов, вести расчет до тех пор, пока не будут достигнуты условия, предварительно назначенные для питательной секции. Не всегда удается с одного раза получить удовлетворительный результат, но следует иметь в виду, что во-первых, число теоретических ступеней контакта, требуемое для назначенного разделения, не обязательно должно быть целым числом и, во-вторых, от умения проектиров1иика в значительной степени зависит умелый подбор определяющих факторов, влияющих на режим работы [c.434]

Для характеристики и сравнения результатов разделения с целью выбора оптимальных параметров нами рассчитывались критерии разделения К1 и Кв соответственно для полного и неполного разделения соседних компонентов, критерий селективности К ,, число теоретических тарелок N и высота тео]зетической тарелки ВЭТТ [20, 21]. [c.120]

Исходя из замеренных параметров режима, материального баланса, определенных ИТК ш 1 изйко-химических свойств продуктов разделения, рассчитывается покомпонентный состав потоков питания кавдой секции. Задается минимально возможное число теоретических тарелок в первой (верхней) секции и, используя уравнения материального и теплового балансов, фазового равновесия и суммирования концентраций (ограничение по составу) методом "от тарелки к тарелке" производатся расчет до определения состава пара, поступающего в эту секцию. По достижении сходимости с заданной точностью вычисляется суммарный выход компонентов в расчетном дистилляте до температуры, соответствующей выкипаемостй 95 фактического дистиллята ( ). [c.153]

В программе МультиХром предусмотрена возможность расчета факторов удерживания (коэффициентов емкости) к, коэффициента асимметрии хроматографического пика (см. [32, с. 56-57 33, с. 26-37]), эффективности используемой (тестируемой) колонки по любому из пиков, выражаемой общим числом теоретических тарелок (т. т.), а также числом т. т., отнесенных к 1 м длины колонки, и, кроме того, приведенной высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ПВЭТТ). Наряду с этим по любой паре соседних пиков может быть рассчитан критерий разделения К. Для выполнения расчетов названных параметров необходимо вызвать метод Тест колонки и задать длину колонки, мертвое время и размер частиц сорбента. [c.412]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология