Ректификационная тарелка определение числа теоретических

Рис. 40. Диаграмма У—Х для определения числа теоретических тарелок в ректификационной колонне непрерывного действия при подаче исходных жирных кислот хлопкового масла с температурой ниже температуры жидкости на тарелке питания.

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]

Изложенный графический метод анализа процессов тепло- и массообмена бинарной двухфазной смеси применяют при расчете ректификационных колонн. Одной из задач расчета колонны является определение минимально необходимого числа тарелок в ней. В связи с этим вводится понятие теоретической тарелки . На теоретической тарелке происходит идеализированный процесс тепло- и массообмена между жидкостью и паром, отличающийся от действительного следующими особенностями [c.21]

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" - 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]

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]

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]

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]

С целью упрощения расчетов обычно используют три допущения первое — термодинамическое равновесие между паром и жидкостью на тарелке, т. е. так называемая концепция о теоретической тарелке второе — постоянство потоков жидкости и паров по высоте отдельных секций колонны третье — постоянство относительных летучестей компонентов в условиях разделения. Даже при указанных упрощающих допущениях система уравнений, описывающая взаимосвязь различных параметров ректификационной колонны, характеризуется высокой степенью нелинейности, в связи с чем задача решается методом последовательных приближений. Ниже описан один из вариантов расчета простой колонны методом от тарелки к тарелке при заданных потоках и числе теоретических таре.лок в укрепляющей и отгонной секциях. Таким образом, задача заключается в определении составов дистиллята и остатка. Направление расчета тарелок принято от концов колонны к тарелке питания. [c.56]

Определение состава жидкости и пара в сечениях 2—4—6 и т. д. сводится, таким образом, к построению ступенчатой линии из вертикальных и горизонтальных отрезков между равновесной кривой и рабочими линиями, как показано на рис. 43, а. Горизонтальные отрезки /—а, 3—2, 5—4 и т. д. характеризуют изменения состава жидкости Ж на каждой тарелке (x —Xn-i), а вертикальные 1—2, 3—4, 5—6 и т. д.—изменение состава пара П (г/ —Следовательно, число тарелок в верхней части колонны равно числу ступеней, расположенных от точки а до точки с, а в нижней части — от точки с до точки Ь. Описанное построение позволяет приближенно подсчитать число теоретических тарелок для данной колонны и наглядно показать влияние величины флегмового отношения на работу ректификационных колонн, что имеет важное значение при ректификации воздуха. [c.71]

Определение числа тарелок производят проведением горизонтальных и вертикальных отрезков между кривой равновесия и рабочими линиями МР и / 1 . Начиная от точки Ы, проводят горизонталь 1 до пересечения с кривой равновесия, затем вертикаль до пересечения с рабочей линией, после чего проводят горизонталь 2 и т. д. До точки Р отрезки 1, 2, 3, 4 и 5 проводят от верхней рабочей линии после точки Р процесс идет уже в нижней части колонны и горизонтальные отрезки 6, 7, 8, 9, 10 я 11 проводят от нижней рабочей линии. Последнюю горизонталь // проводят так, чтобы она пересекала прямую Хг . Число полученных при построении ступеней или треугольников соответствует числу теоретически необходимых тарелок ректификационной колонны. Каждый горизонтальный участок ступени соответствует изменению концентрации флегмы на тарелке, а вертикальный — изменению концентрации паров над этой тарелкой. [c.158]

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]

Рассмотрение воздуха как бинарной смеси, т. е. игнорирование содержания в ней аргона, приводит к тому, что определенное в результате такого расчета теоретическое число ректификационных тарелок значительно отличается от числа действительных тарелок, для перехода к которому пользуются чрезвычайно низким фиктивным значением к. п. д тарелки (значение к. п. д. в случае ректификации воздуха принимается равным [c.123]

Следует подчеркнуть, что внимание к точному определению констант фазового равновесия для целей статического расчета ректификации по теоретическим ступеням разделения (тарелкам) является совершенно оправданным, даже в том случае, когда значения эффективности реальных тарелок представляются достаточно неопределенными. Дело в том, что в оптимальных режимах работы ректификационных колонн, т. е. при небольших избытках флегмового числа (а = 1,1 —1,15) зависимость тепловой нагрузки на дефлегматор от числа тарелок весьма слабая, поэтому она не является определяющей. В то же время нагрузка на дефлегматор сильно зависит от степени обогащения на каждой тарелке, а также от состава продуктов разделения, которые в свою очередь определяются константами фазового равновесия. Иными [c.44]

В статье описывается сборка и испытание ректификационной колонны с вращающейся трубой. В этой колонне ректификационная секция представляет собой ничем не заполненную кольцевую щель шириной 1,09- ш между внешней неподвижной трубой и внутренним вращающимся ротором в виде закрытого со всех сторон цилиндра. Ротор имеет диаметр 7,44 см и высоту 58,4 см. Приводятся экспериментально определенные числа теоретических тарелок и перепады давления при полном возврате флегмы и работе под атмосферным давлением. Число оборотов ротора менялось от О до 4С00 об./мин., производительность — с 600 до 4700 лл/час (по испаряемой жидкости). Типичные результаты при скорости, вращения. 4000 об./мин., отнесенные к 1 л длины ректификационной секции, следующие производительность — 3000 лл/час, перепад давления — 2,0 мм рт. ст., число теоретических тарелок — 62, количество жидкости, удержанной в колонне (захват), — 17,5 мл. Расчетная величина коэфициента эффективности колонны (частное от деления производительности куба на количество жидкости, удерживаемое одной теоретической тарелкой) для указанных выше условий в десять раз больше полученных до сих пор наилучших значений этой величины для колонн других конструкций. [c.248]

Все это побудило нас предпринять срав штельную оценку эффективности широко распространенных дефлегматоров Лебеля—Геннингера, Вигре, Арбузова [И], Видмера [12], а также одной из разновидностей дефлегматора Юнга — колонки Добрянского—Гальперна [13]—и сопоставить работу этих приборов с работой колонки новейшего образца, наполненной отдельными витками стеклянной спирали (Уилсон, Фенске [14]) и снабженной обеспечивающим возврат флегмы холодильником, который сконструирован по образцу конденсатора Уитмора—Люкса 115], с регулирующим отбор дестиллата краном (рис. 1). В качестве метода количественной оценки эффективности мы избрали метод определения числа теоретических тарелок колонки и высоты, эквивалентной одной теоретической тарелке (ВЭТТ). Последняя величина была предложена Питерсом [16] и широко применяется в настоящее время американскими авторами. Кроме нахождения этих характеристик, мы проводили на некоторых приборах также разгонку смесей хлороформа и бензола и сравнивали между собою кривые разгонок, проведенных на разных колонках. Значение определения ВЭТТ для сравнительной характеристики ректификационных колонок подтверждено рядом работ за последние годы. Несмотря на условность этой величины, она все же может служить достаточно надежным показателем эффективности, в особенности в тех случаях, когда определение ее ведется для разных колонок в сравнимых условиях (одна и та же испытуемая смесь жидких веществ, сравнимая быстрота возврата флегмы или близкие скорости гонки и т. д.). Недостаток места не позволяет нам остановиться на зависимости между числом теоретических тарелок (или ВЭТТ) колонки и способностью ее разделять бинарную смесь жидкостей, имеющих ту или иную разницу температур кипения. Этот вопрос обсуждается в статье Роза [17], главные выводы из которой приведены в цитированной выше работе одного из нас, Розенгарта и Солововой [3]. [c.179]

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]

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]

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]

Часто к. п. д. ректификационной тарелки определяется эмпирически по усредненному для всей колонны значению как отношение числа теоретических тарелок, необходинплх для назначенного разделения, к действительному числу тарелок, практически обеспечивающему получение продуктов заданной степени чистоты, 11ср = Л тсор/- практ- Значения среднего к. п. д. практической тарелки могут быть получены из данных обследования действующих колонн путем сравнения этих данных с полученным по расчету числом теоретических тарелок, необходимым для данного разделения. При этом не только неточности, неизбежные при обследовании промынхленных установок, но и допущения, принимаемые в различных методах расчета числа теоретических тарелок, сказываются на величине определенного таким образом среднего к. п. д. Все же, несмотря на теоретическую необоснованность, понятие среднего к. п. д. тарелки оказалось довольно удобным, а иногда и надежным средством обобщения опытных данных. [c.226]

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]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология