Ректификация уравнение теплового баланса

Для произвольной п-й тарелки колонны для экстрактивной ректификации уравнение теплового баланса записывается как (см. рис. 97) [c.268]

Таким образом, изложенный метод обеспечивает надежную и быструю сходимость в самой широкой области Ошибка в начальном задании д может составлять несколько порядков (в некоторых случаях больше 10) и тем не менее сходимость метода обеспечена. Принципиально изложенный метод применим и для случаев разделения с переменными молярными переливами и переменными летучестями компонентов. В этом случае лишь необходимо дополнить систему уравнений, описывающих процесс ректификации, уравнениями теплового баланса и зависимостями летучестей или констант фазового равновесия от температуры. Алгоритм итераций в этом случае полностью сохраняется. [c.290]

При отгонке с ректификацией уравнение теплового баланса имеет обычный для ректификационных установок вид [65]. При применении циркуляционного орошения тепловой баланс ректификационной части отгонной колонны имеет вид [c.163]

В связи с отмеченным влиянием агрегатного состояния исходной смеси на удельный расход разделяющего агента в процессе экстрактивной ректификации интересно выяснить целесообразность предварительного испарения (или конденсации) исходной смеси перед подачей ее в колонну. Из уравнений теплового баланса процесса экстрактивной ректификации с учетом расхода тепла в отгонной колонне следует, что при парообразном состоянии исходной смеси конденсация ее перед подачей в колонну во всех случаях энергетически невыгодна. Наоборот, при. обычно применяемых на практике высоких концентрациях разделяющего агента предварительное испарение исходной смеси может привести к экономии общего расхода тепла в процессе разделения. Эта экономия тем больше, чем выше коэффициент относительной летучести компонентов смеси, подвергаемой разделению. [c.263]

Учитывая, что при заданной четкости ректификации (г/д и Хд) величины и являются постоянными, можем написать уравнение теплового баланса в следующем виде [c.103]

При построении модели было сделано предположение, что в колонне (в статике) соблюдается так называемый постоянный мольный переток или, что то же самое, количество молей пара и жидкости, поступающих и покидающих тарелку, не меняется по величине при переходе от тарелки к тарелке. Это предположение не является справедливым для многих случаев ректификации. Для таких процессов в модель дополнительно вводится уравнение теплового баланса, которое используется для определения потока пара У , уходящего с тарелки. Для определения потока флегмы Ь в модели используется общий материальный баланс тарелки. [c.160]

По аналогии легко составить уравнение теплового баланса для любой колонны. Полученные уравнения (98) и (99) дают возможность определить количество пара или тепла, которое необходимо подвести к колонне для осуществления процесса ректификации. [c.295]

Математическое описание процесса массо - теплообмена, протекающего на отдельной тарелке ректификационного аппарата, включает в себя уравнения общего и покомпонентного материальных балансов, уравнения теплового баланса, уравнения парожидкостного равновесия и кинетические уравнения, количественно описывающие принятый механизм распределения массовых и тепловых потоков между контактирующими фазами. Поскольку все тарелки массообменных аппаратов связаны между собой, уравнения математического описания для отдельных тарелок должны согласовываться друг с другом и отвечать совокупным условиям, то есть материальным и тепловым балансам для колонны в целом. Для сложных схем ректификации (схемы со связанными материальными и тепловыми потоками) связь между отдельными тарелками системы и пакетами тарелок (секциями) существенно усложняется в сравнении с простыми колоннами, что также самым непосредственным образом влияет на [c.5]

Рассмотренный метод расчета многокомпонентной ректификации основан на допущении постоянства мольных расходов пара и жидкости в каждой из частей полной ректификационной колонны. Для учета изменений в расходах фаз система уравнений (.3,91) — (.3.94) должна быть дополнена уравнениями тепловых балансов — из (.3,68) и (3.69). Расчет многокомпонентной ректификации с определением действительных расходов фаз в колонне применяют редко ввиду отсутствия в больщинстве случаев данных для достаточно точного расчета энтальпий. [c.142]

Материальные балансы для укрепляющей и исчерпывающей частей сложной колонны могут быть представлены уравнениями рабочих линий для соответствующих частей колонны (17.32г) и (17.33г). Для расчета многокомпонентной ректификации необходимо иметь уравнения равновесия (17.8), а также уравнения теплового баланса (17.35)-(17.37). [c.135]

Расход тепла Q на непрерывную ректификацию можно найти из уравнения теплового баланса Q + Wiф + + [c.523]

Анализ процесса ректификации в колонне, разделяющей сложную смесь, ведется темн же методами материальных и тепловых балансов, что и применявшиеся ранее при изучении, процессов в бинарных системах. Если при этом число независимых уравнений материального баланса в бинарных системах оказывалось равным двум, т. е. равным числу компонентов, то в сложных системах этих уравнений будет уже п. Уравнение теплового баланса, конечно, может быть только одно во всех случаях. [c.440]

Если ректификация проводится с постоянной скоростью, то количество флегмы непрерывно изменяется, возрастая до максимального в конце перегонки. Поэтому в расчет вводят среднее значение флегмового числа, которое обозначают / ср.. Тогда уравнение теплового баланса примет вид, [c.543]

Расход тепла на проведение процесса экстрактивной ректификации определяется с помощью уравнения теплового баланса всей колонны [c.271]

Пользуясь известными уравнениями теплового баланса процесса ректификации, нетрудно видеть, что все слагаемые написанного выше выражения являются функцией флегмового числа [c.522]

Применение допущения о постоянстве мольных расходов значительно упрощает расчет ректификации, так как из систем уравнений (3.68), (3.69) исключаются уравнения теплового баланса, а уравнения материального баланса (уравнения рабочих линий) упрощаются до линейных зависимостей [c.116]

Расчет ректификации нефтяных смесей производится путем решения системы уравнений материального баланса, фазового равновесия и теплового баланса на каждой тарелке. Такой расчет называют термодинамическим расчетом и выполняют его на ЭВМ. Особенности расчета ректификации нефтяных смесей обусловлены в первую очередь непрерывным характером разделяемой смеси и специфическими требованиями, предъявляемыми к продуктам ректификации. [c.87]

Основные понятия и определения. Теория процессов перегонки и ректификации покоится на сочетании термодинамического учения о парожидкостном фазовом равновесии с законами сохранения вещества и энергии, используемыми в форме уравнений материальных и тепловых балансов. Для строго дедуктивного термодинамического метода исследования явлений важное значение имеет точное определение ряда приведенных ниже основных понятий и терминов, широко используемых в теории и технических расчетах процессов перегонки и ректификации. [c.9]

Однако, как уже указывалось в главе 1 . присутствие перегретого водяного пара в колонном аппарате заметно осложняет процедуру расчета процесса ректификации из-за необходимости учитывать, кроме основных уравнений материальных и тепловых балансов, еще и усложнившиеся соотношения парожидкостного равновесия для систем, в которых один из компонентов все время [c.422]

Имея в виду энергетическую основу процессов перегонки и ректификации следует отметить весьма важную роль тепловых диаграмм, позволяющих значительно упростить и уточнить совместное решение уравнений материального и теплового балансов, управляющих ходом любого нефтезаводского процесса. [c.30]

Расчет подобного рода двухколонной ректификационной установки для разделения бинарного, однородного азеотропа, образующего постояннокипящую смесь с минимумом температуры кипения, производится на основе применения тех же методов материальных и тепловых балансов, что и использованные в ранее рассмотренных схемах. Поэтому здесь в полной мере применимы уравнения, выведенные при рассмотрении ректификации в двух отгонных колоннах неоднородного начального раствора частично растворимых веществ. [c.134]

Материальный и тепловой балансы процесса непрерывной ректификации могут быть выражены следующей системой уравнений [c.58]

Основными уравнениями математического описания процесса, ректификации являются уравнения материальных и тепловых балансов, фазового равновесия н кинетики процесса массопередачи. [c.74]

В настоящее время известно большое количество алгоритмов расчета массообменных процессов (ректификация, экстракция, абсорбция, адсорбция и т.д.), отличающихся степенью детализации отдельных элементов, но, по сути, предназначенных для решения систем уравнений материального и теплового балансов, нелинейность которых зависит от точности описания парожидкостного равновесия, кинетики массопередачи, гидродинамики потоков. Объем входной информации зависит от точности модели, однако выходная информация подавляющего большинства алгоритмов практически одинаковая — профили концентраций, потоков и температур по высоте аппарата и составы целевых продуктов. Правда, соответствие результатов расчета реальным данным будет определяться тем, насколько точно в модели воспроизведены реальные условия. [c.314]

Дифференциальные уравнения, устанавливающие связь между независимыми переменными, неизвестными (искомыми) функциями и их производными, широко используются в химической технологии для описания нестационарных процессов, а также процессов с распределенными параметрами. Например, концентрация реагента, вступающего в реакцию, является функцией времени пребывания, условий ведения процесса, и для того чтобы определить закон ее изменения во времени, необходимо составить дифференциальное уравнение, решение которого и устанавливает необходимую функциональную зависимость. Аналогично для определения числа ступеней разделения в процессе периодической ректификации необходимо определить состав кубового остатка и дистиллата как функции степени отгона. Это можно осуществить путем решения системы дифференциальных уравнений материального и теплового балансов. [c.347]

Приступая к расчету, проектировщик располагает весом, совокупным составом и теплосодержанием начальной неоднородной жидкой системы и составами хк и л-ра продуктов ректификации. Количества тепла Ву и В , подаваемые в кипятильники обеих колонн, принимаются таким образом, чтобы быть больше соответствующих минима 1ьных значений, при которых число тарелок колонны становится бесконечно большим. Расход тепла в конденсаторе может быть найден аналитически по уравнению теплового баланса 54 или же определен графически по тепловой диаграмме. Полюсы 51(хк,6,) и 6,) опреде- [c.76]

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]

Все приближенные методы, в том числе наиболее точные из них —методы Андервуда и Хенстебека, основаны на допущении о постоянстве количеств пара и жидкости по высоте колонны. Однако это допущение может привести к существенной ошибке, так как в ряде случаев количества пара и жидкости в колонне изменяются в широких пределах. В качестве примера рассмотрим результаты расчета на машине процесса ректификации, протекающего в этан-этиленовой колонне (см. расчет IV) с учетом уравнений теплового баланса, а также изменения летучести компонентов в зависимости от температуры. [c.41]

Данным методом осуществлен расчет ректификации 20-компонентной смеси в колонне с 98 теоретическими тарелками при шести потоках питания. Метод дает надежные результаты при меньшем числе приближений, чем по методу Амундсена и др. Ньюмэн, однако, отмечает, что при расчете с применением уравнений теплового баланса отмечены значительные колебания . [c.75]

Изложенное мзтематическое описание охватывает широкий класс смесей, в том числе смеси с переменными летучестями и скрытыми теплотами испарения компонентов. Если кь и летучести являются функциями только температуры (при данном давлении), то по уравнениям <(У1,76) — (VI,81) можно определить параметры ректификации для любого температурного уровня. Переменный характер скрытых теплот испарения не влияет на профиль изменения L и V в колонне, а сказывается только на количествах подведенного на различных участках тепла и холода. Количества подведенного тепла и холода можно найти из уравнений теплового баланса. [c.188]

Па основе сказанного для машины Урал-2 была разработана программа расчета ректификации с обратимым смешением потоков при минимальной флегме. Программа охватывает случаи разделения смесей с переменными летучестями и мольными переливами (количество жидкости в молях, стекающее с тарелки). Значениями Н , /г,- и а, задаются в В1иде полиномов от температуры, а температурой — в виде полинома от kb. При переменных мольных переливах величины L , V , L и находят путем итераций из уравнений теплового баланса. В программе также предусмотрен расчет величины Q/T в точках подвода энергии (т. е. расчет работы разделения). [c.265]

Неизвестные величины общее количество получаемого кислорад К, количество воздуха, поступающего в детандер высокого или среднего давления, Д и количество воздуха, поступающего в детандер низкого давления, Дг — находят путем решения системы трех уравнений уравнения соотношения потоков в узле ректификации, уравнения общего энергетического баланса установки и уравнения теплового баланса теплообменных аппаратов (уравнения составляют на 1 кмоль п. в). [c.169]

Применение метода постоянного состава и форсирующих процедур [107] совершенствует описанные алгоритмы расчета процессов ректификации и абсорбции. По методу постоянного состава потбкн Ln и Vn рассчитывают по уравнению теплового баланса на основе энтальпий потоков постоянного состава. Применение этого метода целесообразно только в том случае, когда энтальпии потоков определяются по уравнениям (11.158) и (11.159), относящимся к идеальным растворам. Форсирующие процедуры или ограничение [c.89]

В следующей главе мы увидим, что это уравнение применяется для описания скорости массопередачи при дистилляции и ректификации. По тепловому балансу часто требуется, чтобы 1 молъ компонента А диффундировал к поверхности жидкости, конденсировался и выделял достаточное количество тепла для испарения [c.464]

Поскольку азот, кислород, кубовая жидкость и азотная флегма находятся в состоянии насыщенных иара- или жидкости при соответствующем давлении в верхней или иижней колоннах, их энтальпии /д, /в. /г и /5 легко определяются но /,х-диаграмме (или Т, 1, р, х, у-номограм-ме). Значение энтальпии /1 воздуха, -поступающего на разделение, должно удовлетворять уравнению теплового баланса аппарата двукратной ректификации, записанному с учетом теплопритоков из окружающей среды и тепловых нагрузок и С уп охладителей кубовой жидкости и азотной флегмы [c.243]

Совмещенные реакционно-ректификационные процессы очень сложны, и строгий расчет их пока не создан. Однако имеются расчеты для некоторых упрощенных случаев [47—50], Так, Марек [51] предложил общий метод расчета ректификации при наличии химической реакции, взяв за основу итерационный расчет ректификации по Сорелю и Мак-Кэбу и Тиле. При этом наличие химической реакции в жидкой фазе учитывается введением в уравнения материального и теплового балансов дополнительных членов, соответствующих изменению количества вещества и тепла за счет реакции. Общность метода состоит в том, что он не ограничен числом компонентов, типом реакции и т, д, В общем случае, для расчета необходимы исходные данные в полном объеме (для концентрационного симплекса я-ко.мпонентной смеси в целом) о скорости реакции, тепловом эффекте, фазовом равновесии жидкость — пар, Мареком учтены возможные упрощения метода, связанные с рациональными допущениями, которые встречаются при обычном расчете ректификации, В итерациях, наряду с предположением определенных концентрации, предполагается также общее прореагировавшее количество вещества и учитывается в связи с этим задержка жидкости на каж- [c.208]

Перейдем к расчету секции питанпя колонны. При назначенном расходе тепла в кипятильнике колонны для определенности режима работы нужно закрепить еще один из элементов ректификации в секции питания. Пусть состав паров, поднимающихся с верхней тарелки отгонной секции, г/л=0,656. Тогда, проведя на тепловой диагралше последнюю оперативную линию 5 ал отгонной секции, можно легко найти концентрацию встречного этим нарам жидкого потока 0,440. Остальные элементы ректификации в секции питания колонны, отвечающие данному закрепленному режиму разделения, можно найти по уравнениям материальных балансов. [c.188]

Расчеты абсорбционно-десорбционных процессов по методу Кремсера — Брауна в силу допущений, принятых при выводе формул абсорбции и десорбции, являются приближенными. ЭВМ позволяет отказаться от этих допущений и решать задачу в точной постановке. Известен метод расчета от тарелки к тарелке . Суть его сводится к тому, что для каждой тарелки решаются свои уравнения материального и теплового баланса и уравнение равновесия. Методом итераций достигают установившегося режима работы колонны. Основной недостаток этого метода — использование понятия теоретической тарелки (использование уравнения равновесия). Точное определение числа теоретических тарелок не имеет большого смысла, поскольку при переходе к реальным тарелкам приходится апеллировать к к. п. д. тарелок, выбор которого в определенных пределах произволен. Точный потарелочиый расчет приобретает смысл при определении мест ввода в колонну нескольких сырьевых потоков и (или) вывода нескольких продуктовых, что встречается при ректификации многокомпонентных смесей. [c.86]

В последнее время для расчета процесса ректификации широко используется метод от тарелки к тарелке , реализуемый на ЭВМ. В основе метода лежит совместное решение уравнений равновесия, материального и теплового балансов последовательно для каждой тарелки. При этом число вводов и выводов материальных и тепловых потоков не ограничено. Для /-Й тарелки и -го компонента записываются уравнеш1Я равновесия [c.120]

Для описанш процесса ректификации в колонне используются уравнения материаль яого, теплового балансов, фагювого равновесия и уравнения суммирования концентраций (ограничение по составу), 1ля каждой теоретической тарелки. [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология