Многокомпонентная ректификация в колоннах простых

Рис. 11-49. Блок-схема поверочного расчета ректификации многокомпонентных смесей в простой колонне потарелочным методом.

Схема потоков в простой колонне, разделяющей многокомпонентную смесь, принципиально не отличается от потоков в колонне для разделения бинарной смеси (рис. 1У-5). Однако в отличие от бинарной системы в многокомпонентной смеси содержится компонент, имеющий самую низкую температуру кипения (самую высокую относительную летучесть), т.е. НКК, компонент с наибольшей температурой кипения (наименьшей относительной летучестью), т.е. ВКК, а также компоненты, которые по температурам кипения (относительным летучестям) располагаются между НКК и ВКК. Это вносит целый ряд особенностей в расчет и поведение компонентов при ректификации. [c.165]

Чтобы до некоторой степени облегчить трудоемкий аналитический расчет многокомпонентной ректификации и получить основные результаты возможно более простым путем, имеет смысл в первом приближении принять, что относительные летучести компонентов и величины мольных потоков флегмы и паров сохраняются постоянными по всей высоте секций колонны. Это позволяет опустить нижние индексы в обозначениях жидких и паровых потоков и представить уравнение концентраций, папример, укрепляющей секции в форме [c.355]

Хотя в промышленной практике сравнительно редко встречаются случаи разделения двухкомпонентных систем, теория ректификации бинарных смесей имеет большое познавательное значение, ибо позволяет со всей отчетливостью выявить приемы п. методы исследования процесса, происходящего в ректификационном аппарате, и представить результаты такого изучения на весьма наглядных расчетных диаграммах. Используя графические приемы, удается наиболее просто представить принципы расчета различных режимов работы колонны, носящие общий характер и равно приложимые и к более трудным случаям, когда разделению подвергается уже не бинарная, а значительно более сложная многокомпонентная система. [c.121]

Рис. 1У-30. Схемы основных способов соединения простых колонн при ректификации многокомпонентной смеси

Уравнение Фенске — Андервуда. Исследование режима полного орошения сложной колонны, разделяющей многокомпонентную систему, оказывается значительно более трудным, чем в случае простой колонны, вследствие специфических особенностей варьирования концентраций сложной смеси. В самом деле, в двойных системах возможен лишь один способ варьирования состава, а именно dxy = —dx . Специфика же многокомпонентных систем состоит в том, что в них можно осуществить бесконечное множество способов изменения состава фаз. Между тем концентрации продуктов колонны и внутренних потоков паров и флегмы должны обязательно удовлетворять уравнениям материального баланса, для использования которых нужно иметь возможность оперировать ненулевыми количествами L, D ж R. Поэтому в целях исследования картину гипотетического режима полного орошения сложной колонны удобно представлять как процесс ректификации в колонне бесконечно большого сечения, при котором образуются конечные количества целевых продуктов Z) и i из конечного количества сырья L при бесконечно большом флегмовом числе. [c.356]

Методы расчета разделения бинарных и тройных систем, рассмотренные в предыдущих главах, можно довольно просто распространить на многокомпонентные системы для некоторых процессов, например абсорбции разбавленными растворами. Для других процессов, например многокомпонентной ректификации, расчет становится значительно более сложным. Такое различие можно отнести на счет влияния дополнительных компонентов на два основных этапа расчета любого процесса массопередачи расчет равновесия и материальный баланс. Если на равновесное распределение и материальный баланс какого-либо растворенного вещества значительно влияет присутствие других растворенных веществ, тогда в расчете должны учитываться эти взаимодействия. Но если на перенос какого-либо компонента не влияет одновременный перенос других, можно проводить расчет для каждого из компонентов независимо от остальных, за исключением таких величин, как расходы фаз, температура, давление и высота колонны или число ступеней. [c.682]

Четвертый блок позволяет рассчитывать статические характеристики непрерывной ректификации реальных многокомпонентных смесей в простых и сложных колоннах с учетом энергетического баланса. [c.76]

В этой главе даются примеры построения математической модели статики и динамики процесса ректификации для общей ступени колонны, начиная с самого простого случая разделения бинарной смеси и кончая случаем неидеальной многокомпонентной ректификации. [c.157]

Проектный расчет ректификации многокомпонентных смесей в простых колоннах. Рассмотрим алгоритм проектного расчета процесса разделения многокомпонентной смеси в простой колонне, независимыми переменными которого являются данные по составу и расходу сырья, температура сырья и давление процесса, расход дистиллята О, флегмовое число Н, заданное содержание [c.162]

Организация материальных и тепловых потоков в сложных колоннах для многокомпонентной ректификации практически не отличается от организации потоков в простых колоннах для разделения бинарной смеси. Однако в отличие от бинарной в многокомпонентной смеси кроме веществ, обладающих наибольшей и наименьшей относительной летучестью, существуют соединения, которые по значениям относительной летучести (или температур кипения) располагаются между низкокипящим и высококипящим компонентами. Поэтому расчет ректификационных колонн для разделения многокомпонентных смесей намного сложнее расчета аппаратов для разделения бинарных систем. При этом возможна постановка задачи не полного разделения многокомпонентной смеси на составляющие компоненты, а выделения из этой смеси одного или нескольких компонентов. [c.134]

Проектный расчет ректификации многокомпонентных смесей в сложных колоннах может быть выполнен достаточно просто по ключевым компонентам. Рассмотрим сначала исходную систему уравнений, используемую в методе ключевых компонентов. [c.109]

В зависимости от числа получаемых продуктов при разделении многокомпонентных смесей различают простые и сложные ректификационные колонны. В первых при ректификации получают два продукта, например бензин и полумазут. Вторые предназначены [c.210]

ПРОСТАЯ КОЛОННА ДЛЯ РЕКТИФИКАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ [c.365]

Ввиду изложенного аналитический расчет процессов многокомпонентной ректификации невозможен. Его выполняют методом последовательных приближений с применением ЭВМ. Вместе с тем существует много приближенных методов, выбор между которыми сделать не просто. Существующие методы могут быть разделены на три группы 1) основанные на выборе ключевых пар компонентов 2) основанные на расчетах составов на всех тарелках колонны (потарелочные методы) и 3) смешанные методы. [c.375]

Было найдено, что наилучшие результаты получаются при расчете колонн для многокомпонентной ректификации потарелочными методами Тиле и Геддеса, а также Андервуда Последний метод чрезвычайно сложен, и расчет систем с числом компонентов более четырех без применения специальных способов (например, электронных вычислительных машин) невозможен. Поэтому в качестве основного точного метода расчета рекомендуется метод Тиле и Геддеса. Из метода Андервуда целесообразно взять лишь определение величины минимального орошения, которое осуществляется довольно просто и точно. [c.376]

Комбинируя приведенные выше варианты соединения простых колонн, изменяя последовательность выделения тех или иных компонентов, а также их отбор в виде ректификата или в виде остатка, можно получать различные схемы для ректификации многокомпонентной смеси. [c.162]

Наиболее часто встречающимся в химической и нефтехимической промышленности аппаратом является ректификационная колонна. Она может служить типичным примером многостадийной противоточной разделительной системы. Из-за сложности протекающих в ней физических явлений аналитическое исследование процесса крайне затруднено. Наиболее простым, с точки зрения математического описания, является процесс разделения бинарной смеси, наиболее сложным — многокомпонентная неидеальная ректификация, при которой на каждой из ступеней происходит химическое взаимодействие разделяемых компонентов, а также имеются побочные питающие и отбираемые паровые и жидкостные потоки. [c.157]

Простой ректификационной колонной называют колонну, в которую вводится одно питание и из которой выводятся два продукта верхний (дистиллят) и нижний (остаток). Уравнения, описывающие процесс ректификации многокомпонентных смесей, являются сильно нелинейными, поэтому необходимо разработать общее решение на основе использования метода последовательных приближений. [c.63]

Расчет процесса абсорбции в простых колоннах может быть выполнен на основе метода Крейсера и различных его модификаций, фактически являющихся разновидностью рассмотренного ранее метода характеристической температуры для расчета процесса ректификации многокомпонентных и непрерывных смесей. Применение этих методов при расчете процессов абсорбции и десорбций позволяет с достаточной для практики точностью определять количества и составы продуктов, а также необходимые расходы абсорбента или отпаривающего агента. Сравнение различных аналитических методов расчета показало, что расчет по Крейсеру дает составы продуктов, близкие к реальным, не только для тощих, но и для жирных газов. [c.136]

АНАЛИТИЧЕСКИЕ И ГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ И НЕПРЕРЫВНЫХ СМЕСЕЙ В ПРОСТЫХ КОЛОННАХ [c.81]

В случае последовательно-параллельного объединения колонн в единую технологическую схему разделения анализа полученной системы может быть проведен путем последовательного расчета каждой из колонн в отдельности, для чего может быть использован любой метод расчета колонн многокомпонентной ректификации, обладающий достаточной скоростью сходимости. Иначе обстоит дело в случае моделирования сложных кохмплексов колонн, в которых каждая из колонн должна рассматриваться во взаимосвязи с другими-Раздельный расчет каждой из колонн, составляющих сложный комплекс, при этом связи с необходимостью последующего уточнения величин и составов потоков, объединяющих колонны, что с одной стороны, возможно лишь для относительно несложных комплексов, какими, например, являются колонны с одной стриппинг-секцией [202, 130], а с другой стороны, даже в этом относительно простом случае для получения решения требуется очень большой объем вычислений. Поэтому наиболее перспективным следует считать разработку таких методов моделирования сложных комплексов колонн, которые основаны на совместном расчете всех колонн, составляющих комплекс. Сложность одновременного расчета всех колонн комплекса определяется двумя основными причинами. Это, во-первых, необходимость совместного решения систем уравнений математического описания всех колонн, и, во-вторых, значительная склонность решения к раскачке , что вызывает определенные трудности, связанные с проблемами обеспечения сходимости процесса решения [130, 268]. [c.66]

Технологические схемы ректификации многокомпонентных смесей в сложных колоннах. Рассмотрим наиболее простые технологические схемы процесса ректификации многокомпонентных смесей в сложных колоннах. При ректификации близкокипящих углеводородных смесей, в составе которых, имеется небольшое количество компонентов, летучесть которых заметно отличается от летучести остальных компонентов смеси, применяются колонны с одним боковым отбором продукта. Если в смеси содержится неболь--шое количество легколетучих компонентов, их отводят с дистиллятом. Остальные продукты разделения выводят с остатком и с боковым погоном в виде жидкости, отбираемой с одной из тарелок колонны, расположенной в ее концентрационной части. При этом в боковой погон попадает лишь небольшая часть легколетучего компонента. Таким условиям, в частности, отвечает разделение смеси бутанов с небольшим количеством пропана (рис. П-32, а) или разделение смеси этан — этилена с небольшим количеством метана. Аналогичным образом нри наличии в смеси небольшого количества тяжелолетучих компонентов их выводят из колонны с нижним продуктом, а остальные компоненты отводят с дистиллятом и боковым погоном в виде пара, отбираемого с одной из тарелок колонны, расположенной в нижней ее части. При этом в боковой погон попадает лишь небольшое количество тяжелолетучих компонентов. Такие условия могут встретиться, например, при разделении смеси пентанов с небольшим количеством бензиновых фракций. [c.108]

Для разделения многокомпонентной или сложной смеси на п компонентов или фракций обычно используется установка, состоящая из /г-1 простых, последовательно соединенных ректификационных колонн непрерывного действия. Однако возможны различные схемы ректификации, число которых быстро возрастает с увеличением п [1]. Число режимов работы таких установок еще больше, что обуславливается, в частности, температурным режимом отдельных колонн. [c.5]

Если многокомпонентную смесь необходимо разделить на составляющие ее компоненты к, то число N колонн, как отмечалось в разд. 17.3.1, должно быть N = /с — 1. При этом расчет каждой колонны, которую в этом случае называют простой, может быть произведен по аналогии с расчетом колонны для бинарной ректификации. Тогда в каждой колонне, за исключением последней, в результате проведения процесса ректификации получают один практически чистый компонент и смесь других компонентов, которые разделяются в последующих колоннах. В последней колонне установки получают два практически чистых компонента. [c.134]

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]

РАСЧЕТ ПРОСТОЙ КОЛОННЫ ДЛЯ РЕКТИФИКАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ (ПРИМЕР РАСЧЕТА СТАБИЛИЗАТОРА) [c.56]

Расчет простой колонны для ректификации многокомпонентной смесн (пример расчета стабилизатора).......... [c.197]

При выполнении проектных расчетов в исходных данных принимают заданное разделение компонентов в продуктах, используя, однако, не более половины числа степеней свободы, остальные степени свободы, предназначаются для тех же параметров, что и в поверочном расчете. Например, при изложении расчета ректификации многокомпонентных смесей в простой колонне приняты такие сочетания параметров хт. В, или жвг, хууи р. [c.28]

Оценка термодинамической эффективности различных схем ректификации многокомпонентных смесей выполнена в работе [24], где с-ра ннвалнсь обычные схемы из простых колонн (рпс. П-16, а), и схемы со связанными материальными и тепловыми потоками (рис. П-16, б и в цифры у колонн соответствуют номеру таредки N и общему их числу). Состав исходной смеси, относительные летучести компонентов, составы и массы получаемых продуктов приведены в табл. П.2. [c.119]

Схемы ректификации многокомпонентных смесей. При фракционировании нефти и нефтяных остатков (мазутов) получают большое число дистиллятов. Такое разделение в одной простой колонне невозможно, пойлому применяют многоколонную систему. Чтобы уяснить ее работу, допустим, что нефть требуется разделить на пять нефтепродуктов. Осуществить эту задачу можно по следующим вариантам. [c.241]

За основной элемент синтезируемой схемы в случае использования тарельчатых колонн ректификации может быть выбрана, например, отдельная тарелка, на основе которой в принципе можно построить любую схему разделения. Подобный подход может оказаться эффективным при проектировании отдельных простых или сложных колонн ректификации, разделяющих многокомпонентные смеси, однако практически он неприемлем для синтеза технологических схем СРМС, поскольку возможное число вариантов схем, построенных яа основе таких элементов, чрезвычайно велико. [c.282]

При аналитической и препаративной перегонке в лаборатории обычно проводят процесс с полной конденсацией паров. Метод парциальной конденсации используют только при проведении сравнительной ректификации, аналогичной промышленному процессу. В этом случае дефлегматор устанавливают в верхней части колонны (см. рис. 170а). Преимущество метода с полной конденсацией паров состоит в том, что этим методом сравнительно просто разделять конденсат в определенном соотношении, в то же время устанавливать постоянной скорость подачи флегмы с помощью дефлегматора очень затруднительно, поскольку даже незначительные колебания расхода и температуры охлаждающей воды вызывают изменение составов флегмы и паров дистиллята, а также их количеств. В промышленности скорость подачи флегмы при перегонке методом парциальной конденсации обычно не измеряют, а регулируют степень охлаждения дефлегматора по температуре в головке колонны. Количество образующейся флегмы рассчитывают приблизительно, измеряя расход и температуру охлаждающей воды на входе и выходе дефлегматора с учетом удельной теплоты испарения дистиллята. Поскольку в промышленности обычно работают с одними и теми же продуктами, такой метод вполне пригоден. Однако при разделении многокомпонентной смеси определение количества подаваемой флегмы подобным образом становится слишком неточным. [c.247]

В случае разделения многокомпонентной смеси в зависимости от числа компонентов, входящих в состав разделяемой смеси, и заданного числа продуктов, которые должны быть получены из данного сырья, требуется не одна, а несколько простых, последовательно соединенных колонн. Так, при ректификации трехкомпонентной смеси, состоящей из компонентов а, Ь и с, для получения трех продуктов, в каждом из которых концентрируется в основном один из компонентов, требуются две простые колонны, последовательное соединение которых возможно в двух вариантах. [c.179]

Для ректификации четырехкомнонентной смеси с получением четырех продуктов требуются три последовательно соединенные простые колонны, т. е. необходимое число простых колонн при разделении многокомпонентной смеси будет на единицу меньше числа получаемых продуктов. [c.180]

Рассмотрим особенности расчета простой колонны, разделяющей многокомпонентную смесь. Вопросы, связанные с материальным балансом таких колонн и выбором четкости ректификации, были расссмотроны выше. [c.189]

В настоящее время ректификация многокомпонентных углеводородных смесей в простых колоннах является одним из самых распространенных процессов в нефтегазопереработке сюда относится выделение легких углеводородов из смеси широких фракций (деметанизация, деэтанизация, стабилизация бензинов и газоконденсатов), получение технического пропана и бутайа из широких фракций, разделение смеси бутанов, пентанов, гексанов, ксилолов и т. д. [c.81]

ПоБомпонентдый метод расчета ороцессов ректификации и абсорбции в простых и сложных колоннах. Вначале рассмотрим алгоритмы численного расчета,, процессов ректификации и абсорбции идеальных многокомпонентных смесей в условиях равновесного контакта фаз. С целью сокращения записи излагаемого далее материала общую систему уравнений запишем для колонны, состоящей из N одинаковых ступеней, выражая покомпонентные потоки через мольные расходы компонентов. [c.155]

Проектный расчет ректификации непрерывных смесей в простых колоннах. При заданном содержании в дистилляте и остатке примесных компонентов, т. е. при заданном налегании температур их выкипания, расчет выполняется путем сочетания приближенного и полного математических описаний процесса разделения соответственно на основе уравнения (П.60) и системы уравнений (П.145)—(П. 149) [20]. Так же как и для многокомпонентных смесей, расчет выполняется сначала на основе приближенного математического описания по методике, изложенной в п. 5 данной главы, и затец производится потарелочный расчет процесса в поверочном варианте на основе полученных данных по выходу дистиллята, флегмовому числу и числу тарелок. [c.163]

Комплексы с обратимым смешением потоков были предложены в работе [41], как приближение к схеме термодинамически обратимого процесса ректификации многокомпонентных смесей в системе простых колонн. При этом пришлось отказаться от ряда общепринятых принципов ректификации многокомпонентных смесей, таких, как четкое разделение в каждой колонне по ключевым компонентам, являющимся соседними по летучести, наличие дефлегматора и кипятильника в каждой колонне и отсутствие тепловой связи между колоннами. На рис. У1-4 показан комплекс с обратимым смешением потоков для разделения трехкомпонентной зеотропной смеси. [c.197]

При использовании дифференциальной функции распределения состава расчетные уравнения для ректификации непрерывной смеси имеют такую же структуру, как и соответствующие уравнения для расчета ректификации многокомпонентной (дискретной) смеси [8]. Например, уравнение материального баланса простой рек тификационной колонны по количеству -го компонента имеет следующий вид [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология