Флегмовое число при ректификации многокомпонентно

Определение флегмового числа. Минимальное флегмовое число при многокомпонентной ректификации может быть рассчитано по [c.533]

Разработаны многочисленные методы расчета параметров процесса ректификации для идеальных многокомпонентных смесей, которые подробно изложены Торманном [177]-, а также Эллисом и Фрешуотером [178]. Особо следует отметить приближенную формулу Кольборна [179] и Андервуда [180], позволяющую определять минимальные флегмовые числа. Простой приближенный метод расчета минимального числа теоретических ступеней разделения при V = оо принадлежит Фенске [181], который с целью упрощения рассматривает многокомпонентную смесь как бинарную. При этом условно принимается, что в смеси преимущественно содержатся ключевые компоненты, температуры кипения которых образуют постепенно возрастающую последовательность, а разности температур кипения для различных соседних компонентов смеси примерно одинаковы. Если через обозначить содержание низкокипящего ключевого компонента, содержание которого в кубовом продукте невелико, а через х — содержание высоко-кипящего ключевого компонента, содержание которого невелико в головном продукте, то уравнение Андервуда—Фенске для расчета минимального числа теоретических ступеней разделения будет иметь вид [c.135]

Установление связи между составами обоих продуктов разделения многокомпонентной смеси и их зависимости от числа тарелок и условий орошения колонны представляет одну из наиболее важных задач теории ректификации. Выявление характера этой связи требует расчета и сопоставления ряда вариантов работы колонны при различных условиях ее орошения. Поэтому целесообразно вначале устранить нарушающее влияние изменяющегося флегмового числа и начать изучение вопроса с рассмотрения крайних случаев работы колонны, отвечающих закрепленным значениям условий орошения. [c.356]

Уравнение Фенске — Андервуда. Исследование режима полного орошения сложной колонны, разделяющей многокомпонентную систему, оказывается значительно более трудным, чем в случае простой колонны, вследствие специфических особенностей варьирования концентраций сложной смеси. В самом деле, в двойных системах возможен лишь один способ варьирования состава, а именно dxy = —dx . Специфика же многокомпонентных систем состоит в том, что в них можно осуществить бесконечное множество способов изменения состава фаз. Между тем концентрации продуктов колонны и внутренних потоков паров и флегмы должны обязательно удовлетворять уравнениям материального баланса, для использования которых нужно иметь возможность оперировать ненулевыми количествами L, D ж R. Поэтому в целях исследования картину гипотетического режима полного орошения сложной колонны удобно представлять как процесс ректификации в колонне бесконечно большого сечения, при котором образуются конечные количества целевых продуктов Z) и i из конечного количества сырья L при бесконечно большом флегмовом числе. [c.356]

Определение минимального флегмового числа. Существует несколько методов расчета минимального флегмового числа при многокомпонентной ректификации. Наиболее часто используют для этой цели метод Андервуда, основанный на допущениях постоянства молярных расходов паров по сечению колонны и независимости относительных летучестей компонентов от температуры. [c.138]

ПРИБЛИЖЕННЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА РЕКТИФИКАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ ПРИ РАБОЧЕМ ФЛЕГМОВОМ ЧИСЛЕ [c.173]

Цель аналитической ректификации состоит в том, чтобы из двух или многокомпонентной смеси извлечь отдельные компоненты с возможно более высокой степенью чистоты. Степень чистоты устанавливают путем определения физических констант вещества, например коэффициента преломления, плотности, точки затвердевания или плавления, а также молекулярной массы. Так как обычно не известно, какие компоненты и в каких количествах содержатся в разделяемой смеси, то анализ с применением ректификации следует проводить периодическим способом. Для аналитической ректификации применяют колонны с достаточным числом теоретических ступеней разделения (в разд. 4.7—4.12) головка колонны должна обеспечивать точное регулирование нагрузки и флегмового числа. Чтобы получить точное представление о количественном соотношении разделяемых компонентов необходимо, чтобы промежуточная фракция была как можно меньше. Промежуточной фракцией является количество дистиллята, которое отбирают между фракциями сравнительно чистых (или весьма чистых) компонентов. По мере отбора промежуточной фракции в ней постепенно уменьшается содержание легколетучего компонента (см. рис. 56). Количество загрузки выбирают исходя из содержания того компонента, который необходимо выделить и который находится в исходной смеси в минимальном количестве. Далее необходимо стремиться к тому, чтобы отношение [c.202]

В основе многих приближенных методов расчета ректификации многокомпонентных смесей лежит утверждение о том, что изменение числа тарелок и соответственно флегмового числа практически не сказывается на составах продуктов колонны. Это положение позволяет использовать составы продуктов колонны, найденные при бесконечном флегмовом числе для определения других параметров процесса ректификации числа тарелок, флегмового числа и др. [c.173]

При расчете процесса ректификации многокомпонентной смеси требуется определить диаметр аппарата, число единиц переноса (ступеней разделения), необходимое для осуществления заданного разделения, флегмовое число, распределение температур, потоков и концентраций компонентов по высоте колонны, тепловые нагрузки дефлегматора и кипятильника, а также установить место оптимального ввода питания в колонну. [c.505]

Остальные величины, которые должны быть заданы для решения системы, например количество и состав питания, флегмовое число и т. д., являются уже зависимыми переменными. Только в этом случае обеспечивается однозначное решение системы нелинейных алгебраических уравнений, описывающих процесс разделения. Чем сложнее процесс ректификации многокомпонентной смеси (несколько вводов питания в колонну и выводов продуктов разделения), тем больше число зависимых переменных. [c.506]

Цель аналитической ректификации состоит в разделении двух-или многокомпонентных смесей на составные компоненты, каждый из которых получают с максимально возможной степенью чистоты. Степень чистоты вещества обычно определяют по его физикохимическим константам показателю преломления, плотности, температуре плавления или застывания, а также по молекулярному весу. В большинстве случаев не известно, из каких компонентов состоит исходная смесь или в каких соотношениях содержатся в ней уже открытые компоненты. Поэтому аналитическую ректификацию проводят периодическим способом, применяя при этом колонки с достаточно высоким числом теоретических тарелок, которое можно рассчитать по методам, изложенным выше (см, главы 4.7—4.12) подобные колонки снабжены устройствами, обеспечивающими точное регулирование нагрузки и флегмового числа. Для определения количественного соотношения компонентов необходимо, чтобы промежуточная фракция была возможно меньшей. Промежуточной фракцией называют количество дистиллата, отбираемое между двумя чистыми (или в значительной степени чистыми) компонентами, с постепенным уменьшением в ней концентрации нижекипящего компонента (см. рис. 58). Количество загрузки в куб колонки выбирают, исходя из содержания того компонента, который необходимо выделить и который находится в исходной смеси в минимальном количестве. [c.230]

Фенске [82 ] предложил следующее уравнение для определения минимального флегмового числа при ректификации многокомпонентных систем [c.116]

Михайловский Б, Н. К определению минимального флегмового числа при ректификации многокомпонентных смесей. Вестник технической и экономической информации. М., НИИТЭХИМ, 1961, с, 31—37. [c.349]

Последовательность выполнения технологического расчета на основе их наиболее полного математического описания в первую очередь зависит от принятого метода решения общей системы уравнений. Подробно этот вопрос рассматривается в соответствуюш ем разделе данной главы. При выполнении технологического расчета процессов ректификации бинарных и многокомпонентных смесей на основе приближенного математического описания рекомендуется такая последовательность расчета выбор рабочего давления в колонне, расчет материального баланса колонны по внешнему контуру, определение флегмового числа и числа теоретических тарелок, составление теплового баланса колонны, определение внутренних материальных потоков в колонне. Поскольку выбор рабочего давления в колонне является общим для всех методов расчета процессов разделения, этот вопрос (наряду с выбором независимых переменных) также рассматривается в данном параграфе. [c.27]

Поверочный расчет ректификации многокомпонентных смесей в сложных колоннах. В силу отмеченных выше ограничений, затрудняющих выполнение проектного расчета процесса ректификации в сложной колонне, следует рассмотреть также некоторые особенности выполнения поверочного расчета, в котором при заданных значениях чисел тарелок в каждой секции колонны, флегмовом числе вверху колонны и заданных отборах определяются составы продуктов разделения. [c.115]

Проектный расчет ректификации многокомпонентных смесей в простых колоннах. Рассмотрим алгоритм проектного расчета процесса разделения многокомпонентной смеси в простой колонне, независимыми переменными которого являются данные по составу и расходу сырья, температура сырья и давление процесса, расход дистиллята О, флегмовое число Н, заданное содержание [c.162]

Поэтому все те многочисленные исследования, посвященные определению минимального флегмового числа и далее числа теоретических тарелок в ректификации многокомпонентных смесей, могут быть классифицированы в зависимости от применения той или иной комбинации этих трех несостоятельных исходных положений. [c.95]

В точных методах расчета многокомпонентной ректификации систему исходных уравнений решают без существенных дополнительных упрощений (если не считать часто принимаемого допущения о постоянстве мольных расходов фаз). В качестве независимых переменных обычно выбирают I) флегмовое число / 2) расход дистиллята Р [c.135]

Определение флегмового числа. Минимальное флегмовое число при многокомпонентной ректификации молмтбыть рассчитано по методу Андервуда. Исходя нз допущения, что флегмовое число и относительные летучести компонентов не изменяются по высоте колонны. 7 iin определяют с помощью системы уравнений [c.507]

Некоторые методы расчета минимального флегмового числа при ректификации многокомпонентных смесей приведены в [19]. [c.1089]

Расчет колонн для ректификации многокомпонентных смесей, в частности определение числа теоретических тарелок и минимального флегмового числа, основан на тех же принципах, что и расчет колонн для ректификации бинарных смесей. Все наиболее распространенные методы расчета основаны на методе Сореля и общепринятых допущениях, упрощающих его. Поэтому уравнения материальных балансов и рабочих линий для бинарных смесей применимы в этом сл чае по отношению к каждому компоненту, а процедура определения числа теоретических тарелок в колонне характеризуется теми же ступенчатыми вычислениями от тарелки к тарелке при помощи этих рабочих линий и данных фазового равновесия. Однако здесь возникают значительные дополнительные затруднения. [c.77]

В-третьих, в рабочих условиях ректификации многокомпонентной смеси, при наличии разной степени трудности разделения у различных пар компонентов, любое флегмовое число, даже если оно будет минимальным по отношению к какой-то одной выбранной паре, например, к паре ключевых компонентов, не будет минимальным по отношению к другим остальным разделяемым одновременно парам. Поэтому ректификация будет происходить и при любом конечном числе тарелок до вполне определенной степени разделения каждой пары, а следовательно, и всей многокомпонентной смеси в соответствии с наличным числом тарелок и установленной флегмой. [c.92]

Наиболее сложным для реализации оказывается второй этап, сущность которого заключается в определении соотношения параметров N, Е я NF, позволяюпщх достигнуть заданной степени разделения. Сложность состоит в том, что практически все известные алгоритмы расчета многокомпонентной ректификации являются итерационными с последовательным уточнением составов по уравнениям материального баланса и потоков — по уравнениям теплового баланса. К тому же в качестве исходных данных необходимо задание конструкционных и режимных параметров (число тарелок М, тарелка ввода питания NF, флегмовое число Н), конечные значения которых при выполнении требований на качество продуктов разделения находятся минимизацией критерия оптимальности типа (7.141). Необходимость многократных расчетов для нахождения оптимального решения является существенным недостатком всех точных моделей. Поэтому любая возможность снижения размерности задачи без потери точности является важной задачей разработки алгоритмов проектного расчета. Ниже рассматривается один из таких алгоритмов, основанный на методе квазилинеаризации. [c.326]

Определение минимального флегмового числа для процесса ректификации многокомпонентной смеси вообще и для процесса азеотропной ректификации в частности является чрезвычайно сложной задачей. Предложенные методы применимы главным образом для случая ректификации идеальных смесей. Если в процессе азеотропной ректификации концентрация разделяющего агента в укрепляющей части колонны мало изменяется, то минимальное флегмовое число может быть ориентировочно апределено по условиям равновесия на тарелке питания с помощью уравнения материального баланса (259), в котором вместо должна быть подставлена концентрация отгоняемого компонента в жидкости, а вместо у — концентрация этого компонента в равновесном паре. [c.238]

Хаберт [182] разработал метод расчета минимального числа теоретических ступеней разделения, согласно которому давление паров каждого компонента смеси относят к давлению паров самого летучего компонента. В своем превосходном обзоре Бруийн [183] рассматривает теорию ректификации многокомпонентных смесей при минимальном флегмовом числе. [c.135]

Для определения минимального флегмового числа при ректификации многокомпонентных смесей были предложены уравнения Фенске [8], Анедервуда [9] и др. Однако с помощью всех этих уравнений можно получить лишь приближенные результаты [10, 111. [c.76]

Используем четыре степени свободы проектирования процесса ректификации в полной колонне в качестве исходных данных выбираем величины фвг, фр /г, Р, l/N в донолнение к составу сырья, его температуре и давлению в колонне. В результате расчета должны быть найдены выход дистиллята е, флегмовое число В, потребное число тарелок N и полные составы продуктов хвг и Х у1-В указанной Постановке задачи расчет ректификации многокомпонентных смесей полностью идентичен расчету ректификации бинарных смесей, изложенному выше. [c.93]

Проектный расчет ректификации непрерывных смесей в простых колоннах. При заданном содержании в дистилляте и остатке примесных компонентов, т. е. при заданном налегании температур их выкипания, расчет выполняется путем сочетания приближенного и полного математических описаний процесса разделения соответственно на основе уравнения (П.60) и системы уравнений (П.145)—(П. 149) [20]. Так же как и для многокомпонентных смесей, расчет выполняется сначала на основе приближенного математического описания по методике, изложенной в п. 5 данной главы, и затец производится потарелочный расчет процесса в поверочном варианте на основе полученных данных по выходу дистиллята, флегмовому числу и числу тарелок. [c.163]

С помощью описываемой программы был произведен расчет большого числа различных многокомпонентных смесей. В качестве примера в табл. 3 приведены результаты расчета трехкомпонентной смеси циклогексан-гептан-толуол при ее ректификации в колонне эффективностью 20 теоретических тарелок, при факторе деления 2, 3, флегмовом числе 10 и подаче кипящего жидкого питания на 10-ю тарелку снизу. [c.58]

Разработать алгоритм, блок-схему и программу расчета минимашьного флегмового числа Фдя.у при ректификации многокомпонентной смеси на основе уравнений [c.44]

Значение энергосбережения при проектировании и реконструкции ректификационных установок не нуждается в обосновании. Наибольшее влияние на экономичность процесса ректификации оказывает его правильная организация, направленная на снижение источников термодинамических потерь, выбор наиболее эффективного распределения материальных и тепловых потоков, то есть выбор схемы разделения. Известно [1], что термодинамически идеальный процесс разделения в одной колонне достигается при подводе тепла по всей высоте исчерпывающей секции колонны и отводе тепла также по всей высоте укрепляющей секции ( идеальный каскад ). При этом достигается минимальный расход энергии, хотя одновременно возрастает и число тарелок необходимь[х для реализации заданного разделения (при флегмовом числе Л=<ю число тарелок возрастает в два раза). При разделении многокомпонентной смеси (МКС) огггимальнь оказывается проведение процесса в комплексе сложньк колонн с полностью связанными тепловыми н материальными потоками. При этом тепло подводится и отводится только в 2-х точках комплекса (система имеет 1 испаритель и I дефлегматор). Комплексы характеризуются большим суммарным количеством связанных секций и чрезвычайно большим суммарным числом тарелок. Изначально заложенная связь по материальным потокам при учете гидравлических сопротивлений вызывает необходимость выделения высококипящих компонентов при более высоких давлениях чем низкокипяших, что практически неприемлемо при разделении ширококипящих смесей, в том числе и нефтяных. Затруднительно также решение вопросов управления такими комплексами. Указанные причины делают проблематичным их использование [24]. Поэтому комплексы колонн, [c.10]

Расчет многокомпонентной ректификации можно проводить приближенными или точными методами. В первом случае в исходную систему уравнений вносят достаточно грубые упрощения и дополнительные зависимости эмпирического или полуэмпириче-ского характера. Это позволяет получить хотя и приближенное решение, но зато относительно просто и быстро. В качестве четырех независимых переменных в приближенных методах расчета обычно принимают следующие параметры 1) флегмовое число / 2) концентрацию одного из компонентов в дистилляте лгр 3) ко(щентрацию одного из компонентов в кубовом остатке 4) номер ступени /, на которую должно подаваться питание. [c.126]

Расчет колонн многокомпонентной ректификации обычно начинают с приближенного составления материального баланса, определения минимального числа теоретических ступеней, необходимых для осу цествления процесса и нахождения мипимального флегмового числа. [c.127]

Приближенный расчет многокомпонентной ректификации по методу Джилиленда. Расчет числа теоретических ступеней по методу Джилиленда [11] основан на использовании эмпирической графической корреляции (рис, 3.15), Метод Джилиленда требует предварительного определения минимального числа теоретических ступеней и минимального флегмового числа. [c.132]

Смокер [117] построил номограмму для определения минимального флегмового числа и числа теоретических тарелок, отвечающих вышеприведенным уравнениям. Методы вычисления минимального флегмового числа для непрерывной ректификации многокомпонентной смеси послужили объектом многочисленных исследований ввиду их важности для промышленной ректификации [85, 87, 89, 90 — 96]. [c.50]

Необходимо отметить, что траектории процесса экстрактивной ректификации с нелетучим агентом при принятых допущениях являются прямыми линиями только в частном случае тройных по жидкой фазе смесей. Для многокомпонентных смесей сечение Xs — onst будет иметь конфигурацию симплекса размерности п — 2, а диаграмма траекторий при бесконечном флегмовом числе будет качественно соответствовать одной из диаграмм ректификации при R = оо смеси, содержащей п—1 компонентов (см. главу VII). В общем случае траектории ректификации, расположенные в плоскости или гиперплоскости Xs = onst, могут быть криволинейны. Сопряженные им траектории, связанные с паровой фазой, находятся внутри элемента симплекса, соответствующего разделяемой базовой смеси. [c.199]

Для расчета процесса ректификации идеальных многокомпонентных смесей Андервудом предложен аналитический метод определения минимального флегмового числа и числа теоретических ступеней, основанный на совместном решении уравнений материального баланса (V. 230) и (V. 231) и фазового равновесия (V. 222) при условии постоянства флегмовых чисел и коэффициентов относительной летучести. Для произвольного -го компонента из этих уравнений следует [c.555]

При расчете процессов ректификации неидеальных многокомпонентных смесей по методу от ступени к ступени оптимальное флегмовое число определяется путем сопоставления результатов расчетов при разных флегмовых числах. [c.557]

В литературе описано большое число приближенных методов расчета процессов ректификации многокомпонентных смесей, основанных на принятии упрощающих допущений относительно состава продуктов разделения и вычисления относительной летучести компонентов (например, метод расчета по легкому и тяжелому ключевым компонентам). Целью всех этих методов является определение флегмовых чисел и необходимого разделяющего действия ректификационных колонн. Последующая разработка их конструкции и установление размеров требуют знания кинетики массообмена. [c.557]

Расчет процесса азеотропной ректификации по существу не отличается от расчета процесса обычной ректификации многокомпонентной неидеальной смеси. Для определения числа теоретических тарелок и флегмовых чисел наиболее точным является рассмотренный выше метод от тарелки к тарелке , заключающийся в совместном решении уравнений материального и теплового балан- [c.564]

В самом деле, допустим, что в нашем распоряжении имеется конкретный и исчерпывающий экспериментальный материал по равновесным соотношениям какой-либо неидеальной многокомпонентной смеси, полученный непосредственно в процессе ее ректификации при заданном разделении. Так, допустим, что при некотором постоянном флегмовом числе Я, обеспечивающем заданное разделение (например, отделение компонентов А и В от С, Х) и , расположенных в порядке уменьшающейся летучести), с каждой тарелки работающей ректификационной колонны были отобраны пробы жидкости и определены составы их и равновесных им паров. Будет ли теперь такой исчерпывающий (с каждой тарелки) и конкретный (для заданного разделения смеси определенного состава) экспериментальный материал достаточен для расчета существующим ступенчатым методом числа тарелок при некотором другом значении флегмового числа и при том же заданном разделении По-видимому, ответ будет отрицательным,так как при ступен-чат л. методе расчета, т. е. при обязательном определении составов на каждой тарелке, необходимо знать уже другие составы на тарелках жидкостей и равновесных им паров, соответствующие новому значению флегмового числа. Собранный прежде экспериментальный материал уже не может быть использован для нового расчета. Если же задаться целью экспериментально изучить в полном объеме фазовое равновесие той или иной многокомпонентной смеси, то, по-видимому, это пока еще едва ли возможно. Достаточно указать, что для текого изучения трехкомпонентной смеси (треугольник равновесия) необходимо выполнить уже не менее нескольких сот определений, для четырехкомпонентной смеси их потребуется сделать несколько тысяч и т. д. [c.73]

Однако такой метод определеня минимального флегмового числа оправдывает себя только по отношению к любой изолированной бинарной смеси. Механическое же перенесение и применение его без изменений к разделяемой паре ключевых компонентов (и вообш,е к любой разделяемой паре компонентов) в условиях ректификации многокомпонентной смеси будет совершенно неправильным по следующим очевидным соображениям. [c.92]

Во-вторых, если опять-таки исходить из вполне реального и четкого представления о ректификации многокомпонентной смеси как о процессе, состоящем из нескольких одновременно протекающих процессов ректификации отдельных пар компонен тов, составляющих данную сложную смесь, то тогда понятие минимального флегмового числа может быть отнесено только к каждой отдельной паре компонентов, в том числе и к паре Ключевых компонентов, разделяемой в данной колонне, по никак не ко всей смеси, как это сделано автором. [c.92]

Таким образом, ири всяком заданном разделении минимальное флегмовое число Ямин и минимальное число теоретических тарелок тгйин> легко определяемые по кривым фазового равновесия для каждой разделяемой пары, являются действительно необходимыми и совершенно достаточными критериями для того, чтобы расчет процесса ректификации любой многокомпонентной смеси был сведен к расчету процесса ректификации бинарной смеси. Этот способ расчета не уступает по точности столь трудоемкому ступенчатому методу. Разумеется, уравнения рабочих линий могут и должны быть скорректированы в тех различных случаях,когда необходимо внестите или иные существенные поправки в тепловой или материальный баланс процесса.Тем более, что,строго говоря,рабочие линии, отображающие [c.109]