Колонна определение теоретического числа тарелок

Определение теоретического числа тарелок в тарельчатой колонне, необходимых для заданных условий. Для насадочной колонны соответствующей величиной будет высота насадки, эквивалентная одной теоретической тарелке. [c.693]

Средний к. п. д. реальной ступени разделения (тарелки) может быть определен из сравнения числа тарелок данной колонны и теоретического числа равновесных ступеней разделения М, необходимых для достижения такого же разделения но ключевым компонентам [c.330]

Существуют более точные методы определения числа действительных тарелок Л. 10, 33, 48]. В настоящее время считается, что выражение движущейся силы через разности энтальпий более точно, чем через разность Концентраций. Поэтому как в отечественной, так и зарубежной литературе рекомендуется метод определения теоретического числа тарелок ректификационных колонн с применением Я-ху-диаграмм. Однако, как показывают сравнительные расчеты, этот метод не дает существенной точности, так как для определения действительного числа тарелок необходимо вводить в расчет к. п. д. тарелки, что может вносить большую погрешность. [c.176]

Предположим, что нагревается смесь состава х . При температуре 1 она начинает кипеть, при этом паровая фаза имеет состав у. Жидкая фаза Хд находится в равновесии с паровой фазой у при температуре /. Изобарные кривые кипения и конденсации определяют экспериментально так же, как и кривую равновесия (см. разд. 4.6.З.). Диаграмму t—х—у как и диаграмму равновесия у—х можно использовать для определения требуемого числа теоретических ступеней разделения. На рис. 59 (см. разд. 4.7) изображена кривая равновесия для смеси бензол— толуол, построенная на основе изобарных кривых кипения и конденсации. Точки Л и В лежат в этом случае одна под другой. Диаграмма 1—х—у имеет то преимущество, что в процессе перегонки можно по температуре в головке колонны определять концентрацию головного продукта. При работе с тарельчатыми колоннами эта диаграмма позволяет проводить текущий контроль состава смеси на тарелках по перепаду температуры в колонне. По температурам на тарелках можно установить оптимальную тарелку питания и тарелку для отбора промежуточного продукта. [c.75]

Положение тарелки питания обычно фиксируется с помощью какого-либо эмпирического правила или соотношения, обесп чи-вающего выполнение оптимального расчета колонны, и поэтому число теоретических тарелок по секциям колонны может быть найдено в результате потарелочного расчета процесса ректификации после определения полного состава продуктов или на основе более простых уравнений, приведенных в гл. IV. [c.97]

Число теоретических тарелок" - мера качества (или "эффективности") хроматографического слоя. По аналогии с теоретическими тарелками в ректификационной колонне, расстояние, на котором обеспечивается хроматографическое разделение (в колонке или в слое), разбивается на теоретические разделяющие тарелки. Для решения конкретной задачи (при применении конкретных сорбента и растворителя) требуется вполне определенное число теоретических тарелок, чтобы необходимое разделение оказалось возможным. Понятие "высота, эквивалентная одной теоретической тарелке" не считается ни вполне удачным, ни вполне наглядным и потому "не в чести" у многих сотрудников лабораторий (его могли придумать только теоретики), тем не менее оно оказалось относительно простым и удобным в практической работе и принято к употреблению. [c.88]

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]

Изложенная в предыдущих разделах методика расчета ректификационной колонны позволяет установить число теоретических ступеней контакта, необходимых для рассматриваемого разделения. Гипотеза теоретической тарелки, использованная для создания определенности при переходе от составов фаз в одном отделении колонны к составам фаз в смежном, выражает лишь идеализированную схему взаимодействия парового и жидкого потоков на тарелке и хотя дает качественно правильную картину этого явления, тем не менее недостаточна для его количественной оценки. [c.354]

Дальнейший расчет абсорбционно-отпарной колонны не представляет каких-либо затруднений. Проверка производится по температурам верха и куба, определение числа практических тарелок — на основании принятых количеств теоретических тарелок в абсорбционной и отпарной частях колонны с учетом к.п.д. тарелок, высота колонны — из расстояний между тарелками, а диаметр — в соответствии с принятой скоростью газа в свободном сечении аппарата. [c.416]

В нашей стране обычно применяют ситчатые тарелки, поэтому в дальнейшем будем рассматривать только их. Для определения действительного числа тарелок на каждом участке колонны необходимо графически (или аналитически) определить теоретическое число тарелок (см. гл. П) и принять коэффициент эффективности разделительного действия (КПД) тарелки, от коэффициент зависит от многих факторов и определяется для данных условий исходя из опытных данных. Необходимо иметь в виду, что в связи с изменением массы жидкости и пара по высоте участка колонны, а также давления и температуры, если размеры тарелок на участке и расстояние между тарелками остаются неизменными, меняются гидравлические условия работы тарелок. Поэтому размеры тарелок и расстояния между ними на каждом участке определяют, исходя из условий работы тарелок в сечении колонны, где может происходить неустойчивый гидравлический режим (возможность захлебывания тарелки, переброс пены с тарелки на тарелку). Затем проверяют работу тарелки в сечении, где существует устойчивый гидравлический режим (отсутствие возможности захлебывания и переброса пены). Если получается, что в этом сечении тарелка работает в гидравлически [c.212]

Метод единиц переноса (метод единичных объемов) сходен с методом теоретической тарелки но в первом случае абсорбционная колонна разбивается на ряд элементов (единиц переноса) с последующим определением их числа и эквивалентной высоты каждого. Оба метода имеют тот недостаток, что при расчете нельзя получить в явном виде зависимость необходимой поверхности абсорбции от заданной степени извлечения. [c.224]

Ректификационные колонны. После определения числа теоретических тарелок для конструирования ректификационной колонны необходимо найти число действительных или реальных тарелок. При этом следует отметить, что разделительное действие теоретической тарелки в каждом отдельном случае эквивалентно определенному числу единиц переноса [38]. Коэффициент эффективности разделительного действия тарелки показывает, какое число теоретических тарелок может заменить действительная тарелка в отношении достигаемого на ней изменения концентраций, т. е. [c.59]

Определение числа ступеней основывается па предположении, что составы рафината и экстракта, покидающих данную ступень, отвечают равновесию. В данном случае имеется аналогия с теоретической тарелкой ректификационных колонн, где фазы, покидающие тарелку, находятся в состоянии равновесия. Следовательно, н при экстрагировании также можно говорить о теоретических ступенях. [c.799]

Число теоретических тарелок в колонне принято определять графическим построением ступенчатой линии между кривой равновесия и рабочей линией. Реальное число тарелок в колонне определяется как частное от деления найденного теоретического числа тарелок на их к. п. д. Возможно и непосредственное определение реального числа тарелок. В этом случае построение ведется на основании рабочей кривой равновесия, построенной с учетом к. п. д. тарелок. На рис. 4 дано графическое построение реального числа тарелок в колонне, работающей с уносом жидкости положение рабочей кривой равновесия найдено, исходя из соотношения а/б — Е . Построение проведено применительно к схеме, изображенной на рис. 1,6, т. е. верхняя теоретическая тарелка соответствует парциальному конденсатору, нижняя теоретическая — кипятильнику. Можно показать, что так же, как и в случае отсутствия уноса жидкости, при построении числа тарелок можно пользоваться линией А В , соответствующей расчету питательной секции колонны по методу Америка (см. [c.88]

На диаграмме кривой равновесия у х диагональ квадрата составов, как известно, является линией равных составов паровой и жидкой фаз. В рассматриваемом случае, когда уравнение концентраций представляется простым соотношением у =-х, ь выражающим условие равенства составов встречных на одном уровне фаз, линия равного состава является графическим представлением уравнения концентраций. Определение минимального числа тарелок отгонной колонны на диаграмме равновесия у — х выяснится в ходе следующих рассуждений. Условию равновесия фаз, покидающих первую тарелку, отвечает точка 7 (х , у ) на кривой равновесия. Состав х , флегмы, встречной парам Оу, равен составу уу этих паров, и поэтому, проведя горизонталь 1 — 1 до пересечения с линией равного состава, легко определить точку 1 с абсциссой Хо. Состав пара у , поднимающегося с первой тарелки и равновесного флегме состава Хг, определится по кривой равновесия как ордината точки 2, а состав встречной флегмы — как абсцисса точки 2, которая получится проведением горизонтали 2 — 2 до пересечения с линией равного состава. Так, продолжая вписывать ступенчатую линию между кривой равновесия и линией равного состава, можно дойти до паров 0 , поднимающихся с верхней тарелки колонны и имеющих тот же состав, что и входящее на переработку сырье. Каждая вертикальная ступень вписанной ломаной линии отвечает одной теоретической тарелке. Просуммировав общее число вертикальных отрезков ломаной, можно установить искомое минимальное число тарелок. [c.214]

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]

Определяем число теоретических тарелок, необходимое для данной степени разделения. С этой целью строим, как показано па рис. 80, а, ломаную линию, состоящую из вертикальных и горизонтальных участков. Построение этой линии начинается в точке, соответствующей составу дистиллята (хц), и заканчивается в точке, соответствующей составу продукта низа колонны. Этот метод определения числа теоретических тарелок равноценен расчету от тарелки к тарелке. [c.145]

Одним из основных вопросов ректификации является определение числа тарелок в колоннах для получения заданного дистиллята. Сначала находится число теоретических тарелок (ступеней изменения концентрации). Жидкость О и пар С, покидающие такую тарелку, находятся в состоянии равновесия. Следовательно, обе эти фазы имеют одинаковую температуру и составы их определяются по кривой равновесия (рис. VI-18). На тарелке происходит изменение состава жидкости В- О к пара А- С. Разделяющая способность тарелки измеряется разностью составов О и С. [c.482]

В случае систем с очень большим числом близкокипящих компонентов часто нет необходимости проводить полное разделение для их характеристики. Так, в случае смесей углеводородов, таких, как бензин, дизельное топливо и другие, достаточно определить, какая часть пробы перегоняется в определенном температурном интервале, например 75—80 °С. Можно также определить температуру, при которой определенный объем пробы находится в виде дистиллята. Поскольку данные такого анализа в значительной степени зависят от условий проведения опыта, необходимо применять стандартную аппаратуру, обслуживая ее строго по инструкции [58, 59]. Принцип фракционной дистилляции в ректификационной колонне заключается в про-тивоточном прохождении части конденсата и поднимающихся вверх паров, между которыми происходит интенсивный обмен. При этом пар обогащается наиболее легколетучим компонентом. Такая колонна в промышленности разделена на отдельные тарелки отсюда вытекает понятие теоретической тарелки. Теоретическая тарелка характеризуется состоянием установившегося равновесия между фазами. Число теоретических тарелок, необходимое для разделения, можно определить графически [58, 60]. [c.382]

В качестве характеристики работы колонки используется высота эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ). При этом процесс газохроматографического разделения смеси сопоставляется с ее разделением методом ректификации. Рассчитывают число тарелок п ректификационной колонны, необходимое для достижения определенного критерия разделения, и их высоту (ВЭТТ) — чем больше число тарелок н соответственно меньше ВЭТТ, тем лучше разделение. В связи с тем что критерий разделения К зависит от растворимости, то можно получить следующую зависимость [c.48]

Определение числа теоретических тарелок производится в такой последовательности в верхней секции колонны построение ступенчатой линии проводят между кривой равновесия и рабочей линией секции до тарелки PST, на которой предполагается промежуточная конденсация парового потока, далее — между кривой равновесия и рабочей линией следующей секции до тарелки питания и т. д. На рис. П-9 сырье подается в колонну при температуре кипения. [c.41]

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]

При практических расчетах приходится почти полностью исходить из так называемого к. п. д. колонны, который по определению равен отношению числа теоретических равновесных ступеней, требуемых для данного разделения, к числу фактических тарелок. Эти к. п. д. для колонны в целом установлены экспериментально и их можно использовать при расчете аналогичных колонн. Для правильного использования к. п. д. колонны необходимо знать зависимость к. п. д. от а) типа и конструкции тарелки, б) физических свойств жидкости и пара, в) расхода жидкости и пара и г) длины пути жидкости по тарелке. [c.166]

Для определения числа теоретических тарелок в нижней части колонны необходимо прежде всего определить состав жидкости Хщ, ностунаюш ей на верхнюю тарелку отгонной части колонны [урав-ненно (4. 17)]. Д1[я нижней части колонны графическое построение числа тарелок производят, начиная с верхней (/) тарелкп, но направлению сверху вниз. [c.131]

Уравнение (XI. 17) справедливо также при питании колонны исходной смесью в парожидкостном состоянии. Однако, в данном случае, если исходная смесь состава Ху содержит й мольных долей пара, то = [г (I — й)]/г = I — й < I, и, следовательно, граничная прямая пересечет ось абсцисс в точке д = (ху/Е) > Ху, рабочие линии обеих колонн пересекутся в точке О, а рабочая линия исчерпывающей колонны займет положение ЕО (рис. ХЫО). Наконец, если исходная смесь поступает в парообразном состоянии, то Е=0 и у=Х1, рабочие линии обеих колонн пересекутся в точке Р, а ЕР — положение рабочей линии исчерпывающей колонны Таким образом, в сравнении с питанием колонны кипящей исходной смесью при подаче недогретой смеси тарелка питания перемещается вверх, а в двух остальных рассмотренных случаях — вниз. Метод графического определения требуемого числа теоретических тарелок остается прежний, причем в первом из рассмотренных трех случаев суммарное число тарелок уменьшается, в двух остальных — увеличивается. [c.525]

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]

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]

Для определения действительного числа терелок необходимо теоретическое число их разделить на к. п. д. тарелки, который приближенно можно определить по графику (фиг. 92), аналогично расчету процесса ректификации. Однако этот метод не обеспечивает достаточной точности, так как нет надежных опытных данных для к.п.д. тарельчатых абсорбционных колонн. [c.378]

Зная число теоретических тарелок, необходимо уметь перейти к числу действительных тарелок. Задача сводится к определению к. п. д. тарелок. Этот вопрос был уже рассмотрен в гл. XIII в связи с расчетом числа тарелок ректификационных колонн. В процессе абсорбции также можно говорить о среднем к. п. д. тарелок в данной колонне, равном отношению числа теоретических тарелок к числу тарелок, действительно необходимых для получения желаемой степени абсорбции. Удобно пользоваться к.п.д. одной тарелки, выведенным Мэрфри (гл. XIII) на основе законов диффузии. [c.767]

Графическое определение числа теоретических тарелок на у-х-диаграмме производится построением ряда ступеней (рис. 7.4), число которых, и олределяет число теоретических тарелок колонны. Так как в действительности отсутствует полное равновесие состава фаз на тарелках, то для определения действительного числа тарелок необходимо ввести поправку. Наиболее рашро-страненным методом введения поправки является использование общего (полного) к. п. д. тарелки, под которым понимают отношение числа теоретических тарелок к числу действительных тарелок [c.186]

Ректификационная колонна предназначена для многократного повторения процессов испарения и конденсации. Обычно она состоит из испарителя, расположенного в нижней части, ряда тарелок и конденсатора в верхней части. На каждой из тарелок находится жидкость, через которую пробулькивает поднимающийся пар. Значительная часть этого пара конденсируется в конденсаторе, и образующаяся жидкость стекает вниз на тарелки. На фиг. 2.3. изображена ректификационная колонна с сетчатыми тарелками. Отверстия в тарелках настолько малы ( 0,6 мм), что проходящий через них пар не позволяет жидкости стекать вниз. Поэтому уровень жидкости на каждой тарелке определяется высотой перегородки, а излишек уходит через 1001 сливную трубу вниз на следующую тарелку. Теоретической тарелкой называется такая тарелка, на которой полностью достигается состояние равновесия (как это показано на фазовой диаграмме, фиг. 2.2) ). Обычно расчет ректификационной колонны производят, пользуясь числом эквивалентных теоретических тарелок. В идеальном случае пар, уходящий с данной тарелки, находится в равновесии с жидкостью на тарелке, согласно кривым фазового равновесия (см. фиг. 2.2.). Следовательно, жидкость на данной тарелке и пар на следующей нижней тарелке имеют одинаковый состав ). Необходимо, чтобы между тарелками существовала определенная разность температур, достаточная для поддержания одинакового давления паров над тарелками с жидкостью разного состава (в этом анализе давление можно считать постоянным по всей колонне). Необходимость такой разности температур (и разности составов жидкостей, находящихся на соседних теоретических тарелках) можно пояснить [c.94]

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]

Для количественной оценки равновесных условий массообмена по аналогии с теоретической тарелкой (или теоретической ступенью) вводят понятие единицы переноса (или единичного объема). Под единицей переноса понимают элемент высоты колонны, для которого средняя движущая сила равна раэности концентраций на выходе и входе в элемент. В соответствии с этим определением интегралы в выражениях (5.6) и (5.7), взятые в пределах единицы переноса, равны 1 [346-348]. Поэтому соответствующие интегралы по всей высоте колонны равны числу единиц переноса (сокращенно ЧЕПс и ЧЕПд) [c.219]

Рассмотрим часть диаграммы для графического определения числа теоретических ступеней разделения по. методу Мак-Кзба и Тиле (рис. 79). В тарельчатой колонне между жидкостью состава 1/ , находящейся на тарелке, и поднимающимися парами устанавливается термодинамическое равновесие . Концентрация паров, покидающих тарелку, равна Такую же концентрацию (г/а) имеет жидкость, находящаяся на вышележащей тарелке . В паровом пространстве между тарелками (а следовательно, между точками у и у2) массообмен практически не происходит. [c.123]

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]

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]

Соответствующие исследования промышленных колонн проведены Киршбаумом [148] из результатов следует, что число теоретических тарелок не растет пропорционально высоте слоя насадки. Эта зависимость для лабораторных колонок была подробно изучена Казанским [149]. Им было, например, установлено, что эффективность не разделенной на царги колонки высотой 149 см нри определенных условиях соответствует 18 теоретическим тарелкам, а при подразделении ее на три царги число теоретических тарелок возрастает до 24. Более поздние работы Бушмакипа и Лызловой [150] подтверждают эти измерения. Применяя в качестве насадки спирали из константановой проволоки диаметром [c.161]