Ректификационная колонна движения жидкости на тарелках

Во всех ректификационных колоннах первичной перегонки, построенных до 1950 г., было ограниченное число тарелок. В основном распространение получили ректификационные колонны с желобчатыми тарелками типа АЛКО . Известные в настоящее В1 я типы тарелок классифицируются по способу организации движения пара и жидкости следующим образом прямолинейные (струйные) противоточные (решетчатые) перекрестные (колпачковые, с 5-образными элементами, клапанные, ситчатые). [c.61]

При расчете массообменных процессов неравномерность распределения элементов потока на тарелках обычно учитывается по локальным характеристикам ограниченных объемов массообменного пространства, в пределах которых допускается идеализированное представление о механизме переноса вещества. Выделенные таким образом локальные объемы с однородными свойствами описываются типовыми гидродинамическими моделями. От числа, типа элементарных моделей и способа их взаимосвязей зависит точность описания структуры потоков в целом. Рассмотрим отдельные типовые модели структуры движения жидкости по тарелке ректификационной колонны. [c.87]

Расчет коэффициентов эффективности для ячеечной модели движения потока жидкости на тарелке ректификационной колонны [c.243]

Расчет разделительной способности тарелки ректификационной колонны для диффузионной модели движения потока жидкости [c.382]

При движении жидкости но тарелке в ректификационной колонне ее концентрация х изменяется от некоторого значения Хо на входе до значения Ху на выходе. Изменение состава жидкости происходит за счет взаимодействия с паровым потоком, поступающим на тарелку в количестве V, и эффекта продольного перемешивания, учитываемого коэффициентом турбулентной диффузии Ве (рис. 59). Если положить, что локальный к.п.д. Мерфри — [c.382]

Многие процессы химической технологии проводятся при движении через трубопроводы и аппараты двухфазных потоков. В этих потоках одна из фаз обычно является дисперсной, а другая — сплошной (дисперсионная среда), причем первая распределена в объеме второй в виде частиц, капель, пузырей, пленок и т. п. Взаимное направление обеих фаз в потоке может быть различным. Например, движение твердых частиц и потока газа при пневмотранспорте, пузырей пара и кипящей жидкости в вертикальных трубках выпарных аппаратов с естественной циркуляцией (см. главу IX) направлено в одну сторону, т. е. является прямоточным. Во многих других случаях фазы движутся в противоположных направлениях, т. е. их движение противоточное. При противотоке фаз осуществляется, в частности, взаимодействие пленок стекающей вниз жидкости с восходящими потоками газа или пара в пленочных или насадочных абсорбционных и ректификационных колоннах, взаимодействие капель с потоком другой жидкости (сплошной фазой) в полых или насадочных колонных экстракторах (см. главы XI и XII) и т. д. Картина взаимного движения фаз в аппарате в целом или на отдельных его участках часто более сложная, чем при прямотоке или противотоке, например в аппаратах с псевдоожиженным слоем или на тарелках массообменных аппаратов при барботаже (см. главу XI). [c.111]

Основу математического описания ректификационной колонны составляет математическое описание процесса массопередачи на отдельной тарелке. При сделанных предположениях относительно характера движения жидкости и пара на тарелке ее математическое описание представляется системой уравнений, одно из которых служит характеристикой гидродинамической модели идеального смешения для жидкости (11,14), а другое — описанием гидродинамической модели идеального вытеснения для пара (II, 15). Интенсивность источника массы для уравнения, отражающего изменение состава пара по высоте массообмен-ного пространства тарелки, в данном случае можно выразить соотношением (11,26). Поскольку рассматривается разделение бинарной смеси, ее состав полностью характеризуется концентрацией только одного компонента, например легкого. [c.71]

Пример 2. Исследовалась гидродинамика потока жидкости на тарелке ректификационной колонны. Вводили трассер и измеряли отклик на выходе из тарелки. Для описания движения потока жидкости была предложена ячеечная модель, содержащая один устанавливаемый параметр число ячеек. Из экспериментальных данных было установлено, что число [c.53]

Изучение механизма массопередачи в наиболее распространенном типе ректификационных колонн — тарельчатых колоннах, привело к выявлению влияния на эффективность процесса ряда специфичных для этой конструкции факторов. Среди них унос жидкости паром на вышележащие тарелки, перемешивание жидкости вдоль пути ее движения по тарелке, степень достижения равновесия между паром и жидкостью, конструктивные особенности колонны, влияющие на устойчивость работы аппарата я т, д. [c.4]

В ректификационной колонне пар, проходя снизу вверх, преодолевает гидравлическое сопротивление, связанное главным образом с многократными изменениями направления движения, а также многократными сужениями и расширениями потока. Часть напора расходуется на преодоление сопротивления слоя жидкости и пены на тарелках в тарельчатых колоннах или на гидродинамическое взаимодействие пара и жидкости в колоннах с нерегулярной насадкой, в особенности при режиме эмульгирования. В результате остаточное давление в нижней части колонны оказывается выше, чем в верхней, на величину гидравлического сопротивления Ар. [c.11]

По сравнению с расчетом простых ректификационных колонн, каждая из которых делит поступающий в нее поток на два продукта, расчет сложных колонн, в частности колонны с отпарными секциями, является более сложным. При расчете таких колонн приходится учитывать особенности конкретной схемы разделения и возможность появления практически нераспределяющихся компонентов, почти полностью отсутствующих в одном или нескольких конечных продуктах разделения. Это приводит к необходимости разрабатывать сложные алгоритмы, в которых направление расчета различное для легких и тяжелых нераспределяющихся компонентов. Для расчета колонн со многими вводами сырья, отпарными секциями и более сложных ректификационных систем со многими взаимосвязанными колоннами наиболее простым и надежным является метод релаксации. Одна из модификаций метода релаксации основана на расчете однократного испарения смеси всех потоков, поступающих на каждую тарелку, и последовательном смещении потока жидкости и паров по направлению их движения. [c.69]

На рис. 3.66 эта сложная колонна представлена в виде одной многопоточной колонны с внешними циркуляционными потоками. Нумерация тарелок и схема движения потоков жидкости и пара на рис. 3.6а и 3.66 одинаковы. Поэтому расчет параметров многопоточной ректификационной колонны (рис. 3.66) соответствует расчету сложной колонны с двумя отпарными секциями. Многопоточную колонну рассчитывают так же, как и колонну со многими вводами исходной смеси и боковыми отборами. Отличие в алгоритмах заключается лишь в том, что при расчете многопоточной (эквивалентной) колонны в конце каждой итерации параметры (расход жидкости или паров и их составы) внешних потоков, поступающих на тарелки, заменяют на параметры потоков, отводимых с соответствующих тарелок. Если иа одну и ту же тарелку поступает более трех потоков, то после каждой итерации вычисляют величины и получающиеся после смешения всех потоков, поступающих ка данную тарелку. [c.74]

В зависимости от направления движения флегмы (что будет рассмотрено ниже) коэффициент обогащения может быть больше или меньше единицы. При расчете ректификационной колонны принимают коэффициент обогащения 5=1, т. е. считают, что пар, прошедший через тарелку, будет находиться в равновесии со стекающей жидкостью. [c.234]

Решающее значение для увеличения эффективности ректификационных колонн и уменьшения их габаритов имеет направление движения жидкости на тарелках. [c.285]

Нарисуйте тарелку ректификационной колонны и обозначьте стрелками и надписями направление движения и состав паров и жидкости. [c.219]

В ректификационных колоннах небольшого диаметра (200— 300 мм и менее) применяются 5-образные тарелки, при помощи которых (так же как и кольцевых), обеспечивается упорядоченное движение жидкости по тарелке в одном и том же направлении. [c.467]

Процессы ректификации и абсорбции осуществляются в аппаратах, технологическая схема которых зависит от назначения аппарата и давления в нем, а конструкция—от способа организации контакта фаз. Наиболее простое конструктивное оформление ректификационных и абсорбционных аппаратов применяется при движении жидкости от одной ступени контакта к другой под действием силы тяжести. В этом случае контактные устройства (тарелки) располагаются одно над другим и разделительный аппарат выполняется в виде вертикальной колонны. В промышленной практике известны также разделительные аппараты, выполненные в виде горизонтальной емкости. Подачу жидкости от одной ступени контакта к другой и отделение жидкости от пара или газа после контакта в этих аппаратах осуществляют при помощи вращающихся деталей, приводимых в движение от двигателя. [c.16]

Оформление нижней части ректификационной колонны зависит от типа используемого подогревателя. На рис. 37 приведены схемы нижних частей колонн, оборудованных подогревателями без парового пространства. Они различаются по конструкции нижней части колонны и характеру движения жидкости. На рис. 37, а нижняя часть колонны перегорожена на две части вертикальной перегородкой 2. Флегма через гидравлический затвор с нижней односливной тарелки поступает в левую часть низа колонны, из которой выводится в подогреватель 3, в межтрубное пространство. Количеством теплоносителя, циркулирующего по трубам подогревателя, через регулирующий клапан РК—Т автоматически регулируется температура на нижних тарелках отгонной части колонны. В результате теплообмена в подогревателе образуется паро-жидкая смесь, которая возвращается в колонну. Нижний продукт через регулятор уровня ДУ— РК выводится из колонны. Во время пуска колонны и периодически во время ее работы возможен отвод воды. [c.133]

Барботажные абсорберы и ректификационные колонны. В этих аппаратах большая поверхность соприкосновения жидкости с газом или паром создается при движении их через слой жидкости мелкими пузырьками — при барботировании. Абсорбер, или ректификационная колонна, представляет собой цилиндр, в котором укреплено несколько (иногда несколько десятков) колпачковых или ситчатых тарелок (рис. 43). Колпачковая тарелка (рис. 44) имеет патрубки для перехода газа. [c.56]

При заданной конструкции тарелки увеличение линейной скорости движения потока паров в ректификационной колонне приводит к соответствующему увеличению уноса жидкости с тарелки на тарелку. [c.80]

Разделительная способность массообменного элежнта. Разделительная способность элемента ректификационной колонны (тарелки) существенно зависит от структуры движения взаимодействующих потоков и поэтому определяется исходя из конкретной гидродинамической модели жидкости на тарелке и пара в межтарельчатом пространстве. При этом расчет основан на определении локальных характеристик нроцесса с последующим усреднением по всему массообменному пространству. [c.123]

Поверочный расчет на ЭВМ числа тарелок в ректификационных колоннах по разделению смеси ацетон - вода и этиловый спирт - вода для действующих производств АО Уфаоргсинтез показал, что при однонаправленном движении жидкости на тарелках колонны их число снижается в среднем на 30-50%. [c.192]

Ва кнейшим элементом расчета размеров ректификационной колонны является выбор скорости движения паров в колонне. Чем больше скорость, тем меньший диаметр требуется в колонне. Более высокие скорости способствуют также более эффективному контактированию паровой и жидкой фаз, однако с увеличением скорости движения паров увеличивается механический унос жидкости на вышележащую тарелку, что уменьшает движущую силу процесса и требует увеличения числа тарелок. [c.201]

Колпачковые тарелки, как и все другие ректификационные тарелки, предназначены для создания возможно лучшего контакта. между парами и жидкостью и поэтому должны иметь развитую поверхность контакта. Однако при этом следует избегать создания больших гидравлических сопротивлений 1юд-нимаюшимся по колонне парам, В настоящее время находятся в эксплуатации тарелки различных конструкций, отличающиеся устройством и принашюм работы, Принцип работы тарелки характеризуется способом контакта паров с жидкостью и движением жидкости как по поверхности тарелки, так и от тарелки к тарелке вниз по колонне. [c.176]

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]

На фиг. 98 представлена двухтарелочная секция ректификационной колонны. Пары поднимаются с нижней тарелки на верхнюю, и это является показателем отрицательного градиента давления в колонне, направленного снизу вверх. Давление в нижнем межтарелочном отделении больше давления в верхнем. С другой стороны, для возможности перетока жидкости с верхней тарелки на нижнюю необходимо иметь такое превышение высоты флегмы в сливной трубе над уровнем жидкости на нижней тарелке, которое компенсировало бы разность давлений (Р2 —Р1) и было бы достаточным для создания потока флегмы на нижней контактной ступени. Таким образом, высота подъема флегмы в сливной трубе или сливном сегменте тарелки, уравновешивающая различные потери напора при движении флегмы и паров, должна определиться как сумма всех высот столба жидкости, отвечающих этим потерям. [c.342]

В клапанных тарелках свободное сечение для прохода паров регулируется открытием клапанов. При колебаниях нагрузки в широких пределах скорость движения паров сохраняется постоянной, что способствует эффективному массообмену фаз пар — жидкость. Поэтому клапанные тарелки иногда называют саморегулирующимися, и Б этом состоит их преимущество перед тарелками колпачкового типа. Работа клапанных тарелок ухудшается при засорении или закоксовывании клапанов, но последнее не характерно для ГФУ. Уровень флегмы на тарелке меняется от одного сливного устройства к другому, причем неравномерность нагрузки возрастает с увеличением диаметра тарелки. Этот недостаток частично устраняется увеличением числа сливных устройств (двух-и многосливные тарелки). В ректификационных колоннах диаметром до 2 м в основ.ном применяют односливные тарелки, в аппаратах большего диаметра — многосливные. На многосливных тарелках уменьшается путь движения жидкости по тарелке и улучшается эффективность массообмена. [c.114]

Несмотря на простоту изготовления, 5-образные тарелки в ректификационных колоннах большей производительности, чем 30 м 1ч кислорода, не применяются, так как их недостатком является изменение направления движения жидкости на соседних тарелках, вследствие чего не сохраняется постоянная разница концентраций азота и кислорода в жидкости на тарелках и в нарах, поступающих к пей с нижележантей тарелки. Поэтому площадь тарелки используется недостаточно эффективно. [c.146]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология