Баланс ректификационного аппарата

Материальный баланс ректификационного аппарата составляют на основании данных практики. Все примеси спирта-сырца при этом присчитываются к безводному спирту, что необходимо иметь в виду при дальнейших расчетах. Физические показатели примесей (удельная теплоемкость, относительная плотность, теплота испарения) принимают как для этилового спирта. Это, разумеется, вносит некоторую неточность, но незначительную, так как количество примесей невелико. Примеси вместе с этиловым спиртом именуются алкоголем. [c.299]

Количество безводного спирта, отходящего с головными продуктами из эпюрационной колонны, принимаем в среднем равным 37о от всего введенного в аппарат алкоголя. Количество алкоголя, отводимого с промежуточными продуктами из ректификационной колонны, составляет около 1%. С сивушным маслом уходит 0,4% алкоголя по массе, введенной в аппарат. На основании этих данных, а также некоторых других нормативов, можно составить материальный баланс ректификационного аппарата. [c.299]

Пример 15. Составить материальный и тепловой балансы ректификационного аппарата производительностью 1000 дал безводного этилового спирта в сутки. [c.299]

Пусть количество взаимодействующих паров составит С кмоль, а жидкости Ь кмоль. Тогда, согласно принятым обозначениям, С = = (й + 1) а Ь = НОр — для верхней части ректификационного аппарата и Ь = Н Р) 0 — для нижней части аппарата. Таким образом, для верхней части аппарата справедливо уравнение материального баланса [c.297]

В случае расчета ректификационного аппарата предварительно известны состав исходной смеси, составы дистиллята и кубового остатка, количество исходной смеси. По уравнению материального баланса определяется расход дистиллята и кубового остатка, причем внутренние материальные потоки будут определяться величиной флегмового числа И. [c.333]

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]

Установки для ректификации, помимо ректификационных колонн, включают различные теплообменные устройства, а иногда и экстракторы, сепараторы, промежуточные сборники, насосы и др. Расчет всего этого оборудования производится на основе материальных и тепловых балансов ректификационных установок, а методика определения основных размеров ничем не отличается от общепринятой. Разумеется, следует остановиться на вопросах расчета только основных аппаратов ректификационных установок — ректификационных колонн. Этот расчет включает определение [c.525]

Метод составления материального и теплового балансов брагоректификационного аппарата в основном не отличается от методов, изложенных для ректификационных аппаратов непрерывного действия и брагоректификационного аппарата полупрямого действия. Различие заключается только в расчете бражной колонны и в определении крепости бражного конденсата, поступающего на эпюрацию. Эта особенность расчета рассмотрена в примере 17. [c.332]

Воздух, сжатый в компрессоре, поступает в блок, где происходит его разделение на кислород и азот. Кислород и азот, отдавая холод в теплообменных аппаратах встречному потоку воздуха, отводятся из ректификационного аппарата. При установившемся режиме весовое количество поступающего на разделение воздуха должно быть равно весовому количеству отходящих газов. Равенство весовых количеств входящих и отходящих газов носит название материального баланса блока разделения воздуха. [c.35]

Для того чтобы изобразить полную математическую модель ректификационной колонны или иного аппарата для разделения, требуется знание дифференциальных уравнений теплового и материального балансов для всех, кроме одного, компонентов и для каждой стадии или небольшой группы стадий процесса. Хотя допущения об адиабатичности условий работы и неизменности числа молей вещества в потоке значительно упрощают указанные соотношения, модель колонны любого реального размера все же весьма сложна. [c.114]

Для выявления связи между потоками в любом сечении ректификационной колонны (масса, тепло и концентрации) следует мысленно разрезать колонну в соответствующем сечении. Отделить одну часть колонны от другой. Заменить отделенную часть соответствующими потоками массы и тепла и затем составить материальные, а в случае необходимости и тепловые балансы для рассматриваемой части колонны. Проводя подобные расчеты для нескольких сечений колонны, можно проследить за изменением потоков массы и тепла по высоте аппарата. [c.107]

Составим материальный баланс для легколетучего компонента. На рис. /1-3 изображена ректификационная установка, где пунктиром обозначена рассматриваемая нами часть аппарата. Имеем [c.187]

При таком описании процесса массообменный элемент, в котором происходит покомпонентное разделение потока в заданном для каждого вещества соотношении, представляет собой пропорциональный делитель. Задаваясь из каких-либо соображений степенью разделения компонентов в любом массообменном аппарате (конденсаторе, ректификационной колонне, абсорбере), можно представить процесс в нем как в пропорциональном делителе. Подход - формальный, но иногда он облегчает балансовые расчеты, особенно на первых этапах разработки ХТС, однако требует от исследователя опыта расчета балансов для химико-технологических процессов. [c.202]

Изложенные выше методы расчета требуемого числа теоретических тарелок базируются на диаграмме фазового равновесия и материальном балансе процесса ректификации, но совершенно игнорируют его кинетику и гидродинамическую обстановку в аппаратах. Для восполнения этого пробела введены коэффициенты полезного действия, которые не поддаются точному теоретическому определению, а могут быть приближенно вычислены по эмпирическим формулам или заимствованы из практики. Строго научный расчет процесса ректификации, учитываюш,ий сочетание его статики и кинетики, в принципе осуш ествим на основе теории межфазного массообмена. Реализация этого пути, как уже отмечалось, невозможна до тех пор, пока не установлены количественные закономерности образования межфазной поверхности и ее геометрической характеристики в барботажных аппаратах, к числу которых относятся тарельчатые ректификационные колонны. Кроме них, однако, в промышленности используют аппараты с более или менее фиксированной поверхностью массообмена — пленочные и насадочные ректификационные колонны. Расчет этих аппаратов целесообразно базировать на теории межфазного массообмена, как было показано в главе X применительно к абсорберам. [c.540]

Глава по технологии первичной перегонки (дистилляции) нефти посвящена общим принципам простой перегонки и ректификации, Б ней дано описание схем установок атмосферной и атмосферно-вакуумной перегонки нефти, а также режимов работы основных аппаратов этих установок. Здесь же даются сведения о материальном балансе переработки нефти на АВТ, характеристиках качества получаемых дистиллятов, четкости их разделения и о путях дальнейшего использования. В этой главе рассмотрены также технологические расчеты основных аппаратов АВТ (ректификационных колонн, трубчатых печей и теплообменных аппаратов), вопросы контроля и автоматизации работы этого оборудования. [c.19]

Производительность ректификационной колонны определяют по данным материального баланса с учетом количества отби раемого продукта, объема его паров, числа флегмы, темпера туры вверху колонны и допустимых скоростей паров в колонне Одновременно подсчитывается расход тепловой энергии от дельно на подогрев исходной смеси, испарение отбираемого продукта, повторное испарение флегмы и учитываются тепло-потери через стенки аппарата (примерно 5—10 % от суммар ного расхода тепла) [c.119]

Расчет процессов ректификации. Расчет процессов ректификации основывается на использовании уравнений материального и теплового балансов, а также соотношений, описывающих структуру потоков взаимодействующих фаз и кинетику массообмена между ними. В месте подачи исходной смеси в ректификационную колонну (и в местах боковых отборов) соотношение материальных потоков скачкообразно изменяется. Поэтому уравнения материального и теплового балансов записываются раздельно для каждой части колонны между соседними точками ввода или отбора материальных потоков (для колонны без боковых отборов — для укрепляющей и исчерпывающей частей колонны). Так как процесс ректификации проводится при адиабатических условиях (теплообмен стенок аппаратов с окружающим воздухом при расчетах обычно учитывают введением поправок), тепловой баланс выражается уравнением (V. 94) [c.550]

Из табл, 25 видно, что число ректификационных колони, необходимых для разделения варьированием давления, составляет обычно три-четыре, а в некоторых случаях две колонны. Наличие областей ректификации в любом из типов диаграмм фазового равновесия приводит к тому, что предельные составы конечных продуктов могут располагаться на линиях, в общем случае не совпадающих со сторонами треугольника Гиббса. Это необходимо учитывать при составлении материального баланса как отдельных аппаратов, так и всей установки в целом. [c.220]

Для расчета периодических процессов, как уже указывалось, необходим еще и баланс времени. Полный цикл работы периодически действующего аппарата складывается из целого ряда последовательных операций. Например, для периодически действующей ректификационной колонны характерны следующие повторяющиеся в каждом цикле операции подготовка колонны к загрузке, загрузка, прогрев и работа без отбора, отбор I фракции, П фракции и т. д., удаление кубовых остатков, проверка состояния колонны, мелкий ремонт. Возможен также простой колонны между двумя циклами. Все операции необходимо учесть и записать, как отдельные статьи баланса времени, каждая из которых будет использована для нахождения нужных величин, в частности размеров аппаратов. Так, на основании времени, принятого для загрузки колонны, следует рассчитывать диаметр штуцера питания. [c.77]

Число тарелок ректификационной колонны двухколонного аппарата может быть определено графическим расчетом. При этом считают, что перегонке подвергается бинарная смесь этиловый спирт — вода. Крепость поступающей в колонну водноспиртовой смеси нам известна она соответствует крепости эпюрата. Флегмовое число при расчете берут то же, что и при составлении теплового баланса. Обычно оно колеблется в пределах 3—4. [c.307]

Обезвоженная и обессоленная на ЭЛОУ нефть дополнительно подогревается в теплообменниках и поступает на разделение в колонну частичного отбензинивания 1. Уходящие с верха этой колонны углеводородный газ и легкий бензин конденсируются и охлаждаются в аппаратах воздушного и водяного охлаждения и поступают в емкость орошения. Часть конденсата возвращается на верх колонны 1 в качестве острого орошения. Отбензиненная нефть с низа колонны 1 подается в трубчатую печь 4, где нагревается до требуемой температуры и поступает в атмосферную колонну 2. Часть отбензиненной нефти из печи 4 возвращается в низ колонны 1 в качестве горячей струи. С верха колонны 2 отбирается тяжелый бензин, а сбоку через отпарные колонный выводятся топливные фракции 180...220 (230), 220(230)...280 и 280...350 °С. Атмосферная колонна кроме острого орошения имеет 2 циркуляционных орошения, которыми отводится тепло ниже тарелок отбора фракций 180...220 и 220...280°С. В нижние части атмосферной и отпарных колонн подается перегретый водяной пар для отпарки легкокипящих фракций. С низа атмосферной колонны выводится мазут, который направляется на блок вакуумной перегонки. Ниже приведены материальный баланс, технологический режим и характеристика ректификационных колонн блока атмосферной перегонки нефти (типа самотлорской) [c.423]

В подавляющем большинстве случаев требования К системам автоматического регулирования (САР) процесса ректификации ограничиваются стабилизацией параметров, влияющих на процесс разделения. Такие САР целесообразны при небольших возмущениях л колебаниях качества продукта. При значительных изменениях расхода и состава исходной смеси неизбежны продолжительные отклонения от заданного состава исходных продуктов. Чем больше число стабилизированных независимых переменных, тем проще осуществить устойчивое регулирование ректификационной колонны. Однако стабилизировать все независимые переменные, что исключило бы нарушение заданных теплового и материального балансов колонны, невозможно из-за технических или экономических условий проведения процесса разделения. Так, например, практически трудно стабилизировать состав исходной смеси, обычно поступающей из предыдущего аппарата, а изменение состава может быть основным источником возмущения процесса. Кроме того, поскольку. исходную смесь стремятся подавать при температуре кипения, необходимо стабилизировать температуру питания. [c.272]

Наиболее распространенным в настоящее время методом расчета ректификационных колонн является метод расчета при помощи диаграммы равновесия. Этот метод, первоначально предложенный Кэбом и Тиле, употребляется в различных модификациях. Метод основан на построении в диаграмме равновесия так называемых рабочих или оперативных линий колонны, уравнения которых связывают между собой составы пара и жидкости в любом сечении колонны между ее тарелками, состав дистиллята, состав остатка и флегмовое число. Вывод уравнений этих линий основывается на рассмотрении материального баланса ректификационного процесса. Рассмотрим тарелочный аппарат непрерывного действия, состоящий из двух колонн колонны обогащения (укрепления) и колонны истощения (фиг. 46). Питание М поступает в жидком виде и содержит мол. н. к. Флегма /, образуемая в дефлегматоре, стекает на верхнюю тарелку колонны. Пары, образующие дестиллят D, из дефлегматора поступают в холодильник и удаляются в качестве продукта. Колонна обогревается через поверхность нагрева паром Р, конденсат которого отводится из колонны непрерывно. Так же непрерывно отводится остаток от перегонки / , содержащий Xjf o мол. н. к. Дистиллят содержит Xd% мол. н. к. [c.53]

Метод простых итераций. В том случае, когда система уравнений покомпонентного материального баланса записывается через мольные доли компонентов в потоке, последующие значения 7 определяются уравнением изотермы жидкой фазы, а последующие значения — из уравнения теплового баланса. Такой метод. расчета называется методом bubble point (ВР) [1, 2]. Метод ВР обеспечивает устойчивое решение системы уравнений, описывающей разделение близкокипящих смесей в ректификационных аппаратах. [c.291]

В зависимости от выбора состава исходной смеси можно получить различные условия стягивания траекторий линией материального баланса. Допустим, фигуративная точка исходной смеси Р лежит в пределах пучка Лш —4 (рис. 1,14). Тогда возможны два предельных заданных разделения. При первом в дистилляте содержится азеотроп Л123, а в кубовом продукте смесь компонентов 2, 3 и 4, при втором дистиллят Оэ содержит компонент 1, 2 и 3, а кубовый продукт — компонент 4. Между этими двумя крайними заданными разделениями существует бесконечное множество сопряженных составов дистиллята и кубового продукта, лежащих на одних и тех же траекториях ректификации и стянутых линией материального баланса. Каждому заданному разделению будет соответствовать свое распределение компонентов по высоте ректификационного аппарата. Максимальное число зон накопления отдельных компонентов и фракций в разбираемом слу- [c.158]

Секцию питания ректификационной колонны, разделяющей бинарную смесь, можно рассчитать и чисто аналитическим путем. Как будет показано в последующем изложении, для установления конкретного режима разделения в колонне необходимо, при заданном составе и энтальпии сырья и рабочем давлении по высоте аппарата, назначить еще четыре определяющих иараметра. Так, можно закрепить желательные концентрации уи и хд НКК в дистилляте и остатке и, например, паровое число или величину подвода тепла в кипятильник ( д/-й и концентрацию одного из потоков тарелки питания. Вместо значения ( д/Л можно принять. чюбой из элементов ректификации, связанный с тарелкой питания, ибо и в этом случае рабочий режим разделения в колонне определится полностью. В самом деле, из материальных балансов, связывающих количества и составы потоков, поступающих на тарелку питания и отходящих с нее, можно получить [c.163]

Для современных промышленных установок, перерабатывающих типовые восточные нефти, рекомендуются следующие фракции, из которых составляются материальные балансы переработ-. ки бензин 62—140°С (180°С), керосин 140 (180)-240°С, дизельные топлива 240—350 °С, вакуумные дистилляты 350—490 °С (500 °С), тяжелый остаток — гудрон >490(500 °С). Нефти сильно различаются по фракционному составу. Некоторые нефти богаты содержанием компонентов светлых, и количество в них фракций, выкипающих до 350 °С, достигает 60—70 вес. %. Фракционный состав нефтей играет важную роль при составлении и разработке технологической схемы процесса, расчете ректификационной системы и отдельных аппаратов установки. Температуры выкипания отдельных фракций зависят от физико-химических свойств, нефти. Последние учитываются при разработке и выборе схем первичной переработки, аппаратурном и материальном оформлении установки. Так, при переработке нефтей, содержащих серу, требуются дополнительные процессы гидроочистки для обессеривания нефтепродуктов, а для парафинистых нефтей — депарафинизацион-ные установки по обеспарафиниванию фракций, особенно кероси-но-газойлевых. Для проектирования новых установок необходимо разработать соответствующий регламент и получить нужные рекомендации. [c.23]

Формирование матрицы MQ начинается с заполнения подматрицы составов, представляющей собой составы возможных потоков верха и низа ректификационной колонны, и подматрицы давлений, если это необходимо. При этом предполагается, что на первом месте стоит наиболее летучий компонент данной фракции, а на последнем — наименее летучий. Подматрица составов заполняется на основании требований на качество целевых продуктов по каждому из компонентов или фракций. Некоторые трудности представляет определение составов продуктов каждой из колонн без расчета соответствующего аппарата. Заранее могут быть известны требования лишь по отдельным компонентам. Поэтому здесь можно воспользоваться тем, что составы задаются по уравнениям материального баланса колонны. При этом наличие в продукте компонентов, более тяжелых, чем целевой (для дистиллята), что может выясниться лишь после расчета колонны, лишь увеличит его температуру кипения, т. е. определение температуры кипения по материальному балансу позволяет находить минимально возможную температуру. Аналогично для куба колонны присутствие легколетучих компонентов снижает температуру лшпе-ния потока. В их отсутствие будет определена максимально возможная температура стока. [c.499]

Из теплового баланса имеем 650,ЗР + 102000 + -t- 147000 = 19800-1- 6200 + 630 + 123000 + 587000 + -fl04P 546,ЗР=487630 Р = 890 кг/ч. Расход пара с учетом теплопотерь (5%) составит 935 кг/ч. Общий расход пара в аппарате (без второй ректификационной колонны) Р = 3150 + 785 + 815 = 4750 кг/ч или = 38,0 кг/дал спирта. [c.142]

Используя энергетический баланс для тепловых расчетов теплообменных аппаратов,ректификационных колонн,реакторов для риформинга, крекинга и других процессов можно получить высокие значения энергетических к.п.д. этих устройств,близкие 100 %,что должно свидетель -ствовать о достаточно высокой степени их термодинамического совер -щэнства. [c.37]

Объемная доля дисперсной фазы в аппаратах с мешалками для систем жидкость—жидкость и жидкость—твердое тело задается заранее условиями материального баланса и является в данном процессе для всего аппарата с мешалкой постоянной величиной. Эта величина может меняться только в пространстве аппарата, если степень перемешивания системы не равна единице. Иначе обстоит дело в случае систем газ—жидкость. Объемная доля пузырьков газа, находящихся в двухфазной системе газ—жидкость (газосодержание), не является постоянной величиной и зависит от многих параметров про-цессд, таких как физические свойства системы, расход газа, геометрические параметры аппарата с мешалкой, способ подачи газа и интенсивность перемешивания. Эта величина используется также при расчете барботажа на тарелках абсорбционных и ректификационных колонн. В аппаратах с мешалками процесс дополнительно усложняется механическим перемешиванием, тогда как на тарелках перемешивание жидкости осуществляется только благодаря движению газовой фазы. [c.157]

В то же время при решении задач ректификационного разделения под вакуумом, не требующих высокой эффективности разделения, роторно-пленочные аппараты, работающие в режиме термической ректификации, могут найти и находят себе применение в достаточно крупном масштабе. При этом следует отметить, что ректификатор с гофрированными лопастями оказывается в изготовлении и эксплуатации значительно проще и дешевле ректификатора типа Лува , так как благодаря допустимости достаточно большого зазора между лопастью и стенкой корпуса отпадает необходимость в сложной и дорогостоящей динамической баланси- [c.151]

О. С. ЧеховЗ разработали метод расчета тарельчатых ректификационных и абсорбционных аппаратов путем совместного решения уравнения, определяющего величину концентрационного напора на реальной тарелке, и уравнений массопередачи и М(атериального баланса. Указанный метод разработан для расчета бинарной смеси при допущении о том, что жидкость на тарелке полностью перемешивается, а пар не перемешивается. Поскольку бинарная ректификация— сравнительно редкий в [c.19]

Рассмотрим применение понятия теоретическая тарелка для оценки эффективности ректификационной колонны. Концепция теоретической тарелки означает, что в реальном аппарате существуют такие два сечения, в которых уходящие потоки — из нижнего жидкости, а из верхнего пара — находятся равновесии. Высота аппарата, заключенная между этими се- 4№иями, эквивалентна одной теоретической тарелке. Равновес-состояние двухфазной -компонентной системы при посто- 1НН0М давлении характеризуется ( —1) числом независимых временных. С другой стороны, концентрации компонентов в аждом сечении описываются соответствующими уравнениями материального баланса, и переход от сечения к сечению определяется изменением лишь одной степени свободы — температуры [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология