Тарелки идеальное число их в колонн

Продолжаем аналогичные построения до тех пор, пока не достигнем состава паров Ут, поднимающихся на нижнюю тарелку концентрационной части колонны (абсцисса точки 17). Число горизонталей (2—3, 6—7, 10—11, 14-И>) на изобарных температурных кривых соответствует числу идеальных контактов. [c.130]

Ряд особенностей расчета колонн для азеотронной перегонки вызывается тем, что приходится иметь дело с фазовыми равновесиями жидкость — пар в реальных системах, сильно отклоняющихся от идеальной. Число теоретических тарелок, необходимых для разделения данной системы, наиболее целесообразно определять расчетом по тарелкам. Уравнения и зависимости, выведенные для этого определения, в данном случае неприменимы вследствие весьма значительных различий относительной летучести. В литературе описан алгебраический метод [34] расчета минимальной кратности орошения для азеотропной системы. Другой метод вычисления минимальной кратности орошения при азеотропной перегонке основывается [31] на расчете по тарелкам в секции питания колонны. Для этого используют уравнения, определяющие равновесие жидкость — пар для тройной азеотропной системы, путем построения зависимости между относительными летучестями трех пар компонентов п отношением концентраций этих компонентов в жидкой фазе. [c.130]

Снижению флегмового числа при получении метанола с малым содержанием этанола способствует поддержание минимальных концентраций воды и этанола в жидкости, стекающей из укрепляющей части колонны на тарелку питания. Простейший способ снижения концентрации воды в зоне питания уменьшение ее содержания в сырье, поступающем в колонну основной ректификации. Однако этот способ ограничен минимальным содержанием воды в кубе колонны предварительной ректификации, необходимым для удаления из метанола-сырца ундекана. Другим вариантом уменьшения концентрации воды в этой зоне является поддержание в колонне основной ректификации режима смещения концентрации низкокипящего ключевого компонента в исчерпывающую часть или режима граничных концентраций в исчерпывающей части колонны. Изменение эпюр этанола и суммы спиртов Сг—Сб при переходе на такие режимы показаны на рис. 5.28 (подача питания на 30-ю тарелку). При режиме, близком к идеальному, эпюра концентрации этанола имеет два экстремума. Перевод колонны в режим смещения концентрации низкокипящего компонента в исчерпывающую часть позволил снизить максимальную концентрацию этанола в зоне ввода питания с 1,6 до 0,7% (масс.), а перевод в режим граничных концентраций—до 0,2% (масс.) уже на 23-й тарелке исчерпывающей части колонны. [c.180]

В других задачах более естественно поведение системы описывать большим числом обыкновенных дифференциальных уравнений. В качестве такого примера рассматривается ректификационная колонна для бинарной смеси. Одна тарелка колонны изображена на фиг. 7.2. Здесь Нг обозначает количество жидкости на тарелке, Хг — доля более летучего компонента жидкости. Предполагается, что жидкость на тарелке идеально перемешивается скорости жидких потоков обозначаются через г и г+1 Считается, что на каждой тарелке установилось равновесное состояние между паром и [c.179]

Выше мы уже отмечали, что чем полнее соприкасаются между собою пар и жидкости, тем лучше работает колонна и тем меньшее число тарелок необходимо для достижения той же степени разделения. При подсчетах числа тарелок исходят из предположения о полном соприкосновении между паром и жидкостью на тарелке. В результате такого подсчета получается так называемое идеальное число тарелок. [c.109]

Из свойств разделяемых продуктов наибольшее значение имеют температуры кипения. Чем ближе друг к другу находятся эти температуры, тем труднее поддается разделению смесь и тем большее число тарелок должна иметь, при прочих равных условиях, колонна. Чем полнее соприкасаются между собой пар и жидкость в колонне, тем меньшее число тарелок может иметь колонна. При подсчетах числа тарелок исходят из предположения о полном соприкосновении между паром и жидкостью на тарелке. В результате такого подсчета получается так называемое идеальное число тарелок. На практике, однако, полное соприкосновение между паром и жидкостью никогда не достигается, и действительное число тарелок всегда должно быть значительно больше теоретически подсчитанного. Отношение между теоретическим и действительным числом тарелок, выраженное в процентах, называется коэфициентом полезного действия колонны. Величина этого коэфициента обычно не превышает 80%, и большей частью равна 40—70%. Чем больше флегмовое число колонны, тем меньшее число-тарелок, при прочих равных условиях, она может иметь. В предельном случае, когда пары целиком в виде флегмы возвращаются в колонну, число тарелок будет наименьшим, но производительность такой колонны ранца нулю, или, как говорят, колонна работает на себя . В обратном случае, т. е. когда почти все пары, идущие из колонны, отводятся в холодильник и лишь минимум флегмы (подсчитанный теоретически) возвращается в колонну, производительность установки будет, очевидно, наибольшей. В этом случае для полного разделения смеси колонна должна была бы иметь бесконечное число тарелок. На практике приходится выбирать какое-то среднее положение между этими предельными случаями, учитывая, что с увеличением числа тарелок возрастает не только производительность колонны, но и затраты на ее изготовление и монтаж. [c.340]

Полного равновесия, прн котором скорость испарения равна скорости конденсации, приходилось бы каждый раз дожидаться слишком долго. Поэтому на реальной тарелке степень обогащения пара летучими компонентами несколько ниже, чем на идеальной (ее еще зовут забавно для новичков теоретической) тарелке. При проектировании колонн по диаграмме равновесия графически определяют нужное число теоретических тарелок и потом преобразуют его в другое (естественно, большее) число реальных. [c.21]

Методика расчета состоит в том, что, двигаясь сверху вниз по укрепляющей секции колонны и снизу вверх по отгонной и попеременно используя на каждой тарелке условия парожидкостного равновесия и материальных балансов, приходят к одному и тому же составу фаз па тарелке питания. К сожалению, для этого приходится прибегать к методике последовательных приближений па основе итеративной процедуры, ускоряющей сходимость конечных данных расчета обеих секций колонны. Для систем, близких но своим свойствам к идеальным растворам, можно принять отношение дЮ постоянным в пределах секций колонны. Рекомендуется, задаваясь дополнительно рабочим давлением в колонне, расположением тарелки питания и величиной флегмового числа, вести расчет элементов ректификации в секциях колонны в следующей последовательности. [c.399]

Высота ректификационной колонны определяется числом тарелок и расстоянием между ними. Наиболее строго число теоретических (идеальных) тарелок Л т в ректификационной колонне можно рассчитать от тарелки к тарелке. Число реальных тарелок составляет [c.81]

Для определения действительного числа тарелок необходимо учитывать свойства компонентов, длительность соприкосновения жидкости с паром, высоту слоя жидкости на тарелке, расстояние между тарелками и их конструкцию, падение давления по высоте колонны, обусловленное потоком жидкости, потери теплоты через стенку колонны и т. д. Отклонения от идеального режима нетрудно предвидеть, но строгий количественный учет их невозможен, поэтому величины к. и. д. ректификационных колонн могут быть верными лишь приблизительно. [c.295]

В колоннах с провальными тарелками с достаточной достоверностью можно принять движение газа соответствующим модели идеального вытеснения и полное перемешивание жидкости на каждой ступени. В этом случае, пренебрегая влиянием уноса жидкости, при большо.м числе тарелок в колонне (больше 8—10 шт.) движущую силу можно рассчитывать как для противоточного аппарата с непрерывным контактом фаз. Оценочный расчет показывает, что в нашем примере число тарелок велико, поэтому можно воспользоваться указанным приближением и определить движущую силу как среднелогарифмическую разность концентраций (см. разд. 5.1.2). [c.204]

Решение рассматриваемой задачи в современной инженерной практике проводят при помощи электронных счетно-решающих устройств (ЭЦВМ), для которых имеются уже готовые программы. Заметим, что изложенное выше графическое определение требуемого числа теоретических тарелок в колонне для ректификации идеальных многокомпонентных смесей также используют метод от тарелки к тарелке . Расчет облегчен лишь наличием простого описания равновесного распределения компонентов смеси между паровой и жидкой фазами. [c.553]

В разделе I теоретическая тарелка была определена как тарелка, осуществляющая идеальную простую перегонку, т. е. создающая такое различие между составом жидкой смеси и составом ее пара, которое следует из кривой равновесия. Там же было приведено общее описание вывода этого понятия с помощью кривых температура кипения—состав и указано на возможность сравнения эффективности колонн по числу теоретических тарелок. Теоретической тарелкой тарельчатой колонны называют такую..тарелку, на которой пар и жидкость, покидающие тарелку, могут достичь равновесного состава. Таким образом, каждая тарелка как бы осуществляет теоретически идеальную простую перегонку. На реальных тарелках разделение смеси бывает несколько меньшим, чем для теоретической тарелки, что объясняется недостаточным перемешиванием, тенденцией к пенообразованию, уносом капель и конструктивными особенностями колонн различного диаметра. Было предложено большое число всевозможных типов тарелок, которые сильно различаются по коэффициенту полезного действия. Последний выражает отношение реально наблюдаемого разделения к теоретическому и может быть выражен двумя способами. [c.28]

Расчет многоступенчатых процессов жидкостной экстракции упрощается при использовании понятия о теоретической, идеальной или равновесной ступени. Для экстракционной установки (состоящей из соединенных последовательно и чередующи.хся друг с другом смесителей и отстойников или представляющей собой колонный аппарат) прежде всего рассчитывается число теоретических ступеней, требующееся для достижения заданного изменения состава фаз затем определяется число действительных ступеней аппарата с учетом к. п. д. тарелки или высоты, эквивалентной теоретической ступени (ВЭТС) [c.451]

Вышеприведенные расчеты числа тарелок были сделаны при допущении, что колонна оборудована теоретическими (идеальными) тарелками, [c.384]

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 определено по условиям равновесия на тарелке питания с помощью уравнения материального баланса (368), в котором вместо должна-быть подставлена концентрация отгоняемого компонента в жидкости, а вместо г/п+1 — концентрация этого компонента в равновесном паре. [c.286]

Теоретически в идеальной колонне на каждой тарелке паровая и жидкая фазы совершают полный обмен компонента.ми, и между ними устанавливается подвижное равновесие. Число тарелок или число ступеней в колонне зависит от свойств пере- [c.483]

Из определения общей эффективности следует, что для таких колонн, как колонна с перфорированными тарелками и роторная дисковая колонна, можно найти величину т], если известно число идеальных ступеней. Число идеальных ступеней можно найти экспериментальным путем или методом построения. [c.164]

Теоретической тарелкой называют идеальну о тарелку, создающую такое различие в составах жидкости и ее пара, какое должно быть между жидкостью и ее паром, находящимися в равновесии. Определение числа ТТ, характеризующего эффективность данной колонии, производится расчетным путем, основанным на опытных данных, которые получаются при разгонке искусственных смесей, например смеси бензола и дихлорэтана. [c.40]

На реальных тарелках практически никогда не достигается к. п. д. 100%, что возможно для идеальных тарелок обычно к. п. д. составляет 50—90% . Это вызвано, во-первых, тем, что перемешивание пара и жидкости в большинстве случаев не является совершенным, и, во-вторых, тем, что пар, особенно при больших скоростях, увлекает брызги жидкости на вышележащую тарелку. Кроме того, колонны, как правило, работают не с бесконечным флегмовым числом, а с конечным, так как целью любой ректификации является получение дистиллята. Как показал Аншюц [133], коэффициент полезного действия тарелок может быть учтен при графическом построении теоретических ступеней разделения по методу Мак-Кэба и Тиле. [c.97]

Продолжив соответствующие построения, получим наконец состав паров у , поступающих на нижнюю тарелку концентрационной части колонны (абсцисса точки 13), и состав жидкости х,, стекающей в секцию питания колонны (абсцисса точки 12). Число конод, полученных при таком построении, и определяет число теоретических тарелок в данном случае оно равно 3. Конода 2—3 (или 1—4) отвечает идеальному контакту, обеспечиваемому работой парциального конденсатора. [c.136]

Резохин — см. Хингамин Реймера — Тимана реакция 625 Рейнеке соль 627 Рейнольдса число 111 Рейссерта реакция 898 Рекристаллизация 103 Ректификационная колонна 20, 628 Ректификационная тарелка идеальная 628 [c.582]

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]

Расчет колонн с колпачковыми тарелками. В некоторых случаях применяются колонны с колпачковыми тарелками. Бывает удобным рассчитывать их производительность методом, аналогичным применяемому при расчете дестилляционных колонн. Такие расчеты основаны на представлении о теоретической, идеально работающей тарелке или равновесной единице (equilibrium unit). Если допустить существование такой идеальной тарелки, то газ, поступающий на эту тарелку снизу, и жидкость, стекающая на нее сверху, будут взаимодействовать на ней с такой полнотой, что н<идкость, стекающая с этой тарелки, и газ, поднимающийся с нее, находятся в равновесии друг с другом. Для расчета можно допустить, что вся колонна состоит из некоторого числа таких идеальных тарелок. Рассчитанная эффективность такой теоретической колонны может быть сравнена с эффективностью какой-нибудь реальной колонны, состоящей из тарёлок, на которых равновесие жидкости с газом для каждой данной тарелки не достигается. Если реальная колонна содержит например 16 тарелок, а теоретическая колонна для получения той же эффективности должна была бы иметь всего 12 тарелок, то к. п. д. тарелки этой реальной колонны будет равняться 12/161 т. е, 0,75. Рис. 16 показывает схему одной такой колонны, которую можно рассматривать состоящей из некоторого числа подобных равновесных идеальных тарелок. Какая-то из этих тарелок может быть обозначена тарелкой п и следующая кверху тарелка будет тогда обозначаться, как /z-f-l. Материальный баланс газа, способного абсорбироваться, может быть теперь составлен для той части колонны, которая лежит ниже линии раздела, проходящей между тарелками п п Этот баланс дает, что [c.578]

В колоннах с насадками иринято но предложению Питерса [62] определять вместо числа тарелок высоту насадки, при которой насадка выполняет ту же работу, что и одна идеальная тарелка. Эта высота, эквивалев тная одной теоретической тарелке, сокращенно называется ВЭТТ. Очевидно, что для насадочной колонны высотой Н в случае, если она обладает той же погоноразделительной способностью, что и идеальная колонна с п тлрел- [c.204]

Число тарелок, необходимых для разделения данной смеси, определяют графически или аналитически. Для графического определения необходимо иметь кривую равновесия фаз и кривые концентраций для верхней и нижней частей колонны. Методика определения числа идеальных контактов, или числа так называемых теоретических тарелок, дана в литературе по расчету массообменных процессов. Под теоретической тарелкой понимают такую, на которой массообменивающиеся фазы приходят к полному равновесию. Это допущение условно. Практически даже на тарелках самой совершенной конструкции невозможно достигнуть полного равновесия фаз, поэтому число реальных тарелок всегда больше числа теоретических [c.128]

Рассмотрим часть диаграммы для графического определения числа теоретических тарелок по методу Мак-Кэба и Тиле (рис. 86). Верхняя линия представляет собой кривую равновесия а, нижняя — рабочую линию Ь. В тарельчатой колонне между жидкостью с концентрацией / , находящейся на любой тарелке, и поднимающимися парами наступает термодинамическое равновесие. Пары, покидающие тарелку, имеют концентрацию у. Этой же концентрацией обладает и жидкость на вышерасположенной тарелке г/. . Между тарелками (т. е. между точками и у ) никакого обмена не происходит. Иначе обстоит дело в насадочной колонне, где изменение концентрации в каждом слое между у и у пропорционально у —у. Только в случае, когда кривая равновесия и рабочая линия параллельны друг другу (рис. 86, II), число единиц переноса Па совпадает с числом теоретических тарелок поскольку в рассматриваемой области концентраций разность у —у остается постоянной. Такой случай имеет место в идеальных растворах с малой разностью температур кипения, исполь- [c.141]

В ректификационных колонках, построенных по другим конструктивным принципам (нетарелочные колонки), состав флегмы изменяется постепенно от основания колонки к ее головке. Представление о теоретических тарелках к таким колонкам, собственно говоря, неприменимо. Тем не менее понятием число теоретических тарелок пользуются для определения эффективности ректификационных колонн всех типов. Колонка с насадкой, позволяющая осуществить разделение, соответствующее, например, двадцати отдельным ступенькам в приведенной выше диаграмме, т. е. двадцати идеальным перегонкам, эквивалентна 20 ТТ. Высоту участка колонки, эффективность которого эквивалентна одной идеальной перегонке, определяют отношением высоты общей эффективной части колонки (Я в сантиметрах) к числу найденных теоретических тарелок Щ [c.220]

При рассмотрении теории непрерывной ректификации уже установлено, что и тепло djD и орошение gojD должны быть обязательно больше некоторого вполне определенного минимума. Условие, отвечающее минимальным мгновенным значе- ниям djD или gnlD, состоит в том, чтобы пар, поднимающийся из куба на п-ю тарелку, и жидкость, с нее стекающая, находились в равновесии друг с другом. Эта идеальная картина процесса теоретически отвечает наличию в колонне бесконечно большого числа тарелок, но, как указывалось ранее, может [c.367]

Жидкость состава Ь (рис. 1) будет кипеть при 4 и находиться в равновесии с паром состава с. Тарелка, которая вызовет такое же изменение состава, какое происходит при идеальной простой перегонке, т. е. от а к й или от 6 к с, или же любое другое аналогичное изменение состава, например от с к е, и будет теоретической тарелкой. Концентрации легколетучего компонента, соответствующие этим равновесным составам пара и жидкости, отвечают концам отрезков горизонтальных прямых, лежащих между кривыми жидкости и пара на графиках подобного рода. Так как кривые жидкости и пара сходятся на ординатах, отвечающих составам чистых веществ, то очевидно, что в любой смеси разность составов, отвечающая действию одной теоретической тарелки, будет приближаться к составу чистого вещества. Кроме того, чем величина относительной летучести ближе к единице, тем ближе лежат кривые пара и жидкости друг к другу и тем меньше будет разница в составе, отвечающая одной теоретической тарелке. Насадочная колонка (или любой другой ректифицирующий прибор), на котором производят разделение, соответствующее двум последовательным ступеням или единицам, например от а до с, эквивалентна, как принято говорить, двум теоретическим тарелкам. Если высота такой насадочной колонки равна 25 см, то ВЭТТ равна 12,5 см. Подобное рассуждение применимо к любому числу теоретических тарелок и к любой высоте колонки. В настоящее время имеются колонки, эквивалентные более чем 100 теоретическимтарелкам. Можно ожидать, что для данной колонки или насадки ВЭТТ, определенная на разных двойных смесях, будет иметь примерно одинаковую величину, если эти смеси будут близкой химической природы и будут иметь близкие величины вязкости и поверхностного натяжения. Если же эти характерные свойства смесей сильно различаются, то, повидимому, в значительной степени изменяются толщина жидкой пленки, поверхность соприкосновения газа с жидкостью и скорость диффузии. Таким образом, одна и та же колонна или насадка может обладать весьма различными величинами ВЭТТ. Выражение рабочей характеристики колонны с помощью представлений о сопротивлении переносу вещества через пленку на границе раздела между паром и жидкостью получило существенное развитие, однако использование в расчетах теоретических тарелок и ВЭТТ имело и имеет значительно большее практическое значение. [c.11]

В случае перехода к аппарату с конечным числом тарелок в реальной колонне необходимо иметь флегмовое орошение больше минимального. Поскольку при увеличении концентрации целевого компонента (или фракции) уменьшается потребное орошение, оптимальное распределение флегмовых потоков переменно по высоте колонны. Из теории идеальных каскадов для бинарных смесей известно, что минимальному суммарному орошению соответствует такой режим процесса, при котором соблюдается равенство составов, поступающих на любую произвольную тарелку, т. е. Х/ 1 = г/ з Ху=г// 2 и т. д. [c.161]

Дополнительно к допущению о равенстве мольных потоков по высоте колонны и идеальном перемешиваний жидкости на каждой тарелке метод Мак-Кэба —> Тиле предполагает, что пар в испарителе и на каждой тарелке находится в истинном равновесии с жидкостью, из которой он образовался. Метод, таким образом, позволяет определить число теоретических тарелок. Как будет показано далее (стр. 375), для учета отклонений от прийятого идеального контактирования пара и жидкости и идеального перемешивания жидкости вводится к. п. д. тарелки. [c.342]

Второй новый способ расчета разделения многокомпонентных смесей заключается в применении метода релаксации 2. Здесь производятся расчеты последовательного изменения составов на всех тарелках и в продуктах, которые получают от пуска колонны до достижения установившегося режима. При этом используются уравнения для случая периодической ректификации, когда захват в колонне значителен. Результаты, полученные для установившегося режима, не зависят от начальных составов и от величины захвата, использованных в расчетах. Этот метод имеет особое значение для расчета сложных задач, когда равновесные зависимости отличаются от идеальных, или когда применяются многоколонные установки, или когда имеет место отбор из разных точек колонны. Метод релаксации требует повторения последовательных приближенных расчетов для случаев, когда неизвестно число тарелок или положение тарелки питания, однако каждый расчет дает точный ответ для выбранных условий. Скорость достижения стационарного состояния составов в начале процесса велика и чрезвычайно мала в конце. Таким образом, приближенное решение может быть получено быстро, для точного же решения требуется значительно большее время, если не прибегнуть к расчету начальной части кривой состав — время и затем проэкстра-полировать ее до стационарного состояния. [c.365]

Составы продуктов разделения зависят от соотношения расходов материальных потоков в колонне (флегмовых чисел) и ее разделяющего действия. Последнее чаще всего выражается числом теоретических ректификационных тарелок или числом единиц переноса массы, требующихся для получения продуктов разделения заданного состава при определенном флегмовом числе. Под теоретической тарелкой понимается идеализированная модель массообменного устройства с идеальным перемешиванием жидкости и пара. Покидающий такую тарелку пар находится в состоянии равновесия с находящейся на тарелке жидкостью. [c.25]

Теоретически в идеальной колонне на каждой тарелке паровая и жидкая фазы совершают полный обмен компонентами, и между ними устанавливается подвижное равновесие. Число тарелок или исло ступеней в колонне зависит от свойств перегоняемой смеси и от желаемой чистоты дестиЛ1лата и, кроме того, обусловливается при всех прочих равных условиях величиной обратного тока жидкости, т. е. количества жидкости, перетекающей с тарелки на тарелку сверху вниз. [c.479]