Многокомпонентная ректификация теоретических тарелок

В основу использованного алгоритма потарелочного расчета процесса многокомпонентной ректификации положена методика Тиле и Геддеса, способ независимого определения концентраций и концепция "теоретической тарелки" [43]. [c.156]

Создание методик точного расчета ректификации многокомпонентных систем, исходя из понятия о теоретической ступени разделения (теоретической тарелке) и из уравнений массопередачи. [c.10]

Почти все методы, предложенные в литературе для расчета многокомпонентной ректификации, исходят из понятия о теоретической тарелке( ступени разделения), т. е. такой массообменной ячейке, на которой устанавливается термодинамическое равновесие между контактирующими фазами. Отметим, что эта концепция не накладывает никаких ограничений на характер движущих сил она не противоречит представлению о полном [c.11]

Однако статический расчет многокомпонентной ректификации по теоретическим ступеням (тарелкам) имеет самостоятельное значение, так как на его основе удобно проводить сравнительную оценку и выбор схем разделения сложных смесей (например, газов пиролиза, нефтепереработки и других). [c.20]

Выше показано, что уравнение изменения концентрации на теоретической тарелке является формой конечных приращений уравнений (IV,32) и (1У,33), когда шаг интегрирования равен такой высоте насадочной колонны (ВЭТТ), для которой температуры стекающей жидкости и поднимающего пара одинаковы Расчетом многокомпонентной ректификации на аналоговых машинах [уравнения (IV,32) и (IV,33)] и на цифровой машине [c.120]

Интересное решение этой задачи дано в работе, где в качестве определяющего параметра взята величина дМ/дп, равная числу теоретических тарелок, приходящихся на одну (нижнюю) тарелку укрепляющей секции при режиме полной флегмы. Сведя многокомпонентную смесь к бинарной и произведя ряд упрощений, автор получил зависимость между минимальным числом тарелок и оптимальным значением параметра дМ/дп, обеспечивающим минимальный объем колонны. Этот метод дает возможность быстро, хотя и приближенно, вычислять оптимальные параметры (процесса многокомпонентной ректификации. [c.128]

В гл. III рассмотрены методы термодинамического расчета процесса ректификации смеси кислород—аргон—азот, основанные на понятии теоретической тарелки. Как известно, эта модель не удовлетворяет действительному процессу на тарелках — на реальных тарелках не достигается равновесия между жидкостью и паром, имеется градиент концентраций жидкости, потоки жидкости и пара распределяются неравномерно 2, 5, 15, 27, 52, 53, 55, 69, 71]. Изучению гидродинамики и массопередачи при ректификации, в том числе в ВРК [15], в последние годы уделяется большое внимание. Однако составление математической модели процесса, которая бы учитывала в достаточной степени все факторы, действующие на реальной тарелке при ректификации многокомпонентных смесей, является весьма сложной задачей. При ректификации воздуха решение этой задачи встречает дополнительные трудности вследствие работы колонны в условиях пульсаций от переключения регенераторов. [c.104]

Оценка эффективности аппарата при многокомпонентной ректификации затруднена тем, что один и тот же кинетический показатель может иметь различные значения для разных компонентов, составляющих смесь. Это осложняет не только анализ экспериментальных данных, но и расчет и проектирование оборудования. Вопросу применимости кинетических показателей (коэффициентов полезного действия и массопередачи) для оценки эффективности аппарата при многокомпонентной ректификации посвящено незначительное число работ с противоречивыми результатами. В работах показано, что к. п. д. тарелки имеет разные значения для различных компонентов, в то время как ряд авторов подтверждает совпадение действительной линии ректификации, представляющей распределение рабочих концентраций по высоте аппарата, с теоретической линией, рассчитанной методом от тарелки к тарелке, что означает равенство к.п.д. для каждого компонента. [c.16]

Рассмотренные выше случаи, в которых теоретическая линия близка к действительной (почти двухкомпонентная система, отсутствие максимальной концентрации, весьма малые к.п.д.), являются частными и не охватывают всех разнообразных случаев, возникающих при многокомпонентной ректификации. Концепция теоретической тарелки не позволила получить критерий эффективности для всех компонентов. [c.20]

Процесс многокомпонентной ректификации в общем виде описывается системой дифференциальных и алгебраических уравнений с граничными условиями, заданными алгебраическими уравнениями. Указанная система уравнений не имеет аналитического решения п поэтому решается численными методами. При расчете тарельчатых аппаратов шаг интегрирования удобно выбирать таким, чтобы Т жидк— пара что соответствует расчету по теоретическим тарелкам. Этот метод получил название расчета от тарелки к тарелке . Он широко распространен при расчете бинарной ректификации. Однако при применении этого метода к расчету много- [c.283]

Диффузионная и кинетическая картина процесса многокомпонентной ректификации выяснена пока недостаточно, поэтому создание обоснованного во всех деталях, теоретически строгого метода расчета сложной колонны оказывается весьма трудной задачей. Экспериментальные исследования рабочего процесса действующих колонн не дали пока таких существенных результатов, которые исчерпывающим образом объяснили бы все особенности развития и протекания как процесса в целом, так и отдельных его ступеней. Этим объясняется широкое использование в анализе работы ректификационных колонн термодинамического метода исследования, покоящегося на гипотезе теоретической тарелки. [c.301]

Поскольку механизм диффузионных, тепловых и массообменных процессов, протекающих на тарелке при ректификации многокомпонентных смесей, весьма сложен, общепризнанным является определение числа практических тарелок по расчетному числу теоретических тарелок. При этом учитывается к. п. д. тарелок, обусловленный их конструктивными особенностями, факторами гидродинамического, массообменного и теплового характера и др. Число практических тарелок рекомендуется определять из соотношения [c.66]

Число теоретических тарелок (ЧТТ) при ректификации бинарных смесей определяют, решая совместно уравнения равновесия фаз, материального и теплового балансов. При этом используется графический метод расчета ЧТТ (метод Мак-Кеба и Тиле), При ректификации многокомпонентных смесей ЧТТ определяется методом от тарелки к тарелке , приближенными (например, по Львову— [c.249]

Достаточно точно требуемое число теоретических тарелок в колонне для ректификации неидеальных многокомпонентных жидких смесей определяется методом от тарелки к тарелке . Последний основан на совместном решении уравнений фазового равновесия и материальных балансов по [c.551]

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]

Как известно, современные исследования процесса ректификации многокомпонентных смесей пока еще касаются почти исключительно только статики процесса, т. е. рассматривают процесс при условии достижения равновесия. Поэтому и в настоящей работе динамика процесса ректификации не рассматривается при обработке тех или иных вопросов применяется общеизвестное понятие о теоретически совершенной тарелке. [c.4]

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 зависимости от вида раздаляе <1ой с.меси математические модели можно подразделить на модели бинарной и многокомпонентной ректификации. Оба видд моделей могут быть построены либо на основании. принятой концет 1И теоретической ступени разделения, либо на основании модали практической тарелки с определенными допущениями 7]. [c.63]

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]

Записанная система уравнений материального, теплового балансов и равновесия позволяет выполнить расчет всех параметров ректификации при разделении многокомпонентной смеси составов продуктов, флегмовых чисел, чисел теоретических тарелок, распределений концентраций и температур по тарелкам колонны и др. Однако вследствие необходимости выполнения большого объема вычислений, их высокой точности и целого ряда особенностей многокомпонентной ректификации, существенно отличающих ее от ректификации двухкомпонентных смесей, в общем случае задача решается лишь итерационными методами с использованием электронных вычислительных машин. [c.167]

Подобная попытка для случая многокомпонентных систем в литературе еще не встречалась и естественно, что предлагаемое рещение потребовало формулирования некоторых новых положений, например о численном равенстве частного диффузионноконвективного коэффициента массопередачи для всех компонентов смеси. Подробное рассмотрение механизма переноса в условиях многокомпонентной ректификации должно подтвердить это положение. Пока позитивными являются только предположения, вытекающие из результатов расчетов, проведенных по указанной методике на машине Урал . Эти результаты хорошо отвечают особенностям ректификации и дали в определенных условиях полное соответствие с расчетом по теоретическим тарелкам. Наконец, следует подчеркнуть, что расчет по уравнениям массопередачи вполне отвечает особенностям аналоговых вычислительных машин, при применении которых, удобно пользоваться дифференциальной формой уравнений, описывающих процесс. [c.99]

И. Арона (в конденсационно-отпарных и абсорбционно-отпарных колоннах), Б. Н. Михайловского, С. В. Львова, а также Хенгстебека был недавно сделан Б. Г. Берго и В. М. Платоновым. Для этого ими был проведен ряд типовых расчетов процесса многокомпонентной ректификации по всем перечисленным методам результаты расчетов сравнивались с точными данными, полученными на электронных вычислительных машинах Урал и Стрела , по методам, разработанным авторами и основанным на представлении о теоретической тарелке. На основании полученных результатов Б. Г. Берго и В. М. Платонов пришли к следующим основным выводам. [c.528]

Принято также выделять алгоритмы, позволяющие проводить расчеты разделения неидеальных смесей, расчеты сложных колонн и их комплексов. На ранних этапах создания общих алгоритмов расчета процесса многокомпонентной ректификации введение различного рода допущений было вполне оправдано, так как основной целью работ являлась разработка методов решения систем уравнений математического описания и обеспечения сходимости итерационных схем решения. В дальнейшем введение учета неидеальности разделяемой смеси и концепции реальной ступени разделения потребовало существенной доработки созданных алгоритмов. При этом часто предпринимались попытки использования уже разработанных алгоритмов, например, основанных на концепции теоретической ступени разделения [202, 212] в решении задач с учетом реальной разделительной способности тарелки [230, 281], определяемой через коэффициент полезного действия (к. п. д. Мэрфри) [230, 281, 130] или к. п. д. испарения [230]. При этом отмечалось, что введение к. п. д. испарения более предпочтительно, чем учет разделительной способности тарелки через к. п. д. Мерфри [230, 281]. В таких алгоритмах обычно принималось допущение постоянства к. п. д. для всех ступеней разделения и относительно всех компонентов разделяемой смеси. Введение таких к. п. д. ступеней разделения приводит к большой вероятности появления на некоторых итерациях расчета отрицательных величин концентраций компонентов, что исключает возможность продолжения расчетов [130]. С целью преодоления таких трудностей обычно использовались либо различные модифицированные определения эффективности ступени разделения [230, 281], либо вводилась коррекция величин к. п. д. в процессе решения. Последнее в свою очередь может являться причиной зависимости получаемого решения от способа задания начальных приближений или даже получений неоднозначного решения задачи [130]. В то же время в результате ряда расчетных и теоретических исследований [130, 132, 183] было показано и подтверждено экспериментально, что эффективности ступеней разделения существенно различны и, кроме того, эффективность каждой ступени различна по отношению к компонентам разделяемой смеси. Возможным выходом из такой ситуации (необходимость учета указанных явлений при обеспечении достаточной устойчивости итерационных схем расчета) может служить прием, основанный на отказе от использования к. п. д. в математическом описании ступени разделения с реализацией прямого расчета, составов фаз, уходящих со ступени разделения [130]. В этом случае учиты- [c.52]

При ректификации многокомпонентных смесей число теоретических тарелок определяют методом от тарелки к тарелке , приближенными (по Львову — Серафимову и др.) или эмпирическими методами. При использовании эмпирического метода Гиллиленда проводят следующие операции [c.109]

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]

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]

Кроме того, возможна меньшая точность расчета эффективности при выборе слишком большого числа тарело1К и при обследовании неподходящей пачки тарелок. Это объясняется следующим образом. При ректификации многокомпонентных смесей состав и температура на тарелках изменяются неравномерно — в промежуточной части каждой секции колонны имеется группа тарелок, где эти изменения особенно малы. С увеличением числа тарелок в каждой секции такая группа тарелок постепенно становится областью постоянных концентраций. Для дистиллята н остатка с относительно широким фракционным составом и при достаточно большой четкости ректификации область малых изменений составов расположена начиная примерно с восьмой—десятой тарелки от низа или верха колонны (при их эффективности 70—90%). Наличие зон малого изменения концентраций и температур отмечается как теоретическими расчетами [37, 38], так и опытными данными [39, 40]. [c.68]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология