Ректификационные оптимальное

Определение оптимальной последовательности отдельных этапов разделения или поиск оптимальной технологической схемы разделения проводится вначале среди простых многоколонных ректификационных систем с последовательно-параллельным соединением колонн, примеры которых для ректификации четырехкомпонентной смеси приведены на рис. II-10. [c.115]

Анализ ректификационных систем проводят с целью определения оптимальных параметров процесса ректификации и конструктивных размеров аппаратов. Оптимальными параметрами процесса ректификации в полной колонне являются в первую очередь давление, флегмовое число или коэффициент избытка флегмы и температура питания. [c.125]

Рис. 11-24. Принципиальные схемы оптимального анализа одноколонных ректификационных установок.

Анализ диаграмм, приведенных на рис. П-30, позволяет следующим образом определить оптимальные области применения простых и сложных ректификационных систем. [c.142]

При анализе многоколонных ректификационных систем простой структуры оптимальные параметры процесса ректификации в [c.144]

Таблица У.18. Технологические и конструктивные параметры ректификационных колонн оптимального варианта схемы ГФУ

Мы видели, что вычислительные машины, в частности крупные цифровые машины, дают возможность практически непосредственно рассчитать экономически оптимальный проект всей установки. Вычислительные машины также весьма полезны и при детальном расчете агрегатов, хотя наш проектировщик и не воспользовался ими для этой цели. Одним из первых примеров использования цифровых машин в химико-технологических исследованиях был расчет ректификационной колонны За прошедшие 10 лет непрерывное изучение машинных методов расчета, сопровождающееся увеличением возможностей машин, позволило создать программы оптимального расчета колонны для многих смесей жидкостей и проведения основной части расчета прочих смесей [c.67]

Дальнейшее усовершенствование метода охлаждения кипящей жидкостью привело к созданию ректификационного охлаждения, дающего возможность получить в реакторе практически любой температурный профиль. В качестве кипящей среды при этом применяется смесь нескольких жидкостей, имеющих разные температуры кипения. Подбирая соответствующий состав смеси, можно определить температуру кипящего хладоагента, которая росла бы в нужном направлении. Помимо состава кипящей смеси, выбору подлежит также конструкция холодильника, что дает возможность получить профиль температур, соответствующий оптимальным условиям реакции. [c.345]

Нагрузки ректификационной колонны по пару и жидкости определяются значением рабочего флегмового числа Я его оптимальное значение можно найти путем технико-экономического расчета. Ввиду отсутствия надежной методики оценки Н ат используют приближенные вычисления, основан- [c.126]

Определение оптимальных конструкций и режимов работы ректификационных колонн рационально выполнять, используя электронно-вычислительную технику. Методика проведения таких расчетов приведена в литературе [15]. [c.135]

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА РЕКТИФИКАЦИОННОЙ УСТ %НОВКИ [c.135]

Алгоритм разработки оптимальных технологических схем обычных ректификационных систем с применением динамического программирования [c.296]

Приведенные затраты на разделение 3/, J, к определяются капиталовложениями на оборудование и эксплуатационными расходами. Задача расчета приведенных затрат для ректификационных колонн с дефлегматорами и кипятильниками может быть решена с использованием потарелочных расчетов зависимости необходимого числа тарелок от нагрузок на дефлегматор и кипятильник прн заданных требованиях к качеству продуктов разделения. Этот метод может быть использован и при решении задачи синтеза оптимальных схем разделения смесей с большим числом компонентов. [c.299]

Алгоритм разработки оптимальных технологических схем ректификационных систем со связанными тепловыми потоками [c.303]

В соответствии со стратегией системного анализа оптимизирующие переменные технологической схемы удобно разделить на две группы — локальные и системные (или глобальные). Оптимальные значения системных параметров будут определять оптимальные условия эксплуатации всего производства, но не обязательно отдельных элементов. Например, при вторичном использовании тепла верхнего продукта ректификационной колонны в качестве источника энергии для подогрева кубового продукта (при наличии необходимой разности температур) флегмовое число может превышать оптимальное для данной колонны, поскольку помимо разности температур поток должен обладать соответствующей тепловой мощностью. [c.79]

Как следует из выражения (7.154), оптимальные условия работы ректификационной установки могут быть получены в результате многократных расчетов, для чего можно использовать как модели в проектной, так и в проверочном вариантах расчета. По существу, поиск оптимума ведется по двум переменным — числу тарелок и флегмовому числу. Третьим параметром, непосредственно влияющим па разделительную способность колонны, является местоположение ввода питания. [c.321]

При решении задач синтеза отдельных стадий химического производства наибольший интерес представляют алгоритмы, пост-роенные с учетом специфики внешних источников и стоков тепла. Причем внешними по отношению к данной стадии могут быть потоки других стадий. Естественно, задача синтеза становится значительно сложнее, снижается управляемость производством вследствие появления дополнительных перекрестных связей, но достигается максимальная степень рекуперации энергии внутри схемы. По суш еству, этот переход от декомпозиционного принципа к совместному синтезу приводит к формированию соответствуюш ей стратегии и критерия оптимальности. Совместный синтез в равной степени может привести к изменению традиционной структуры каждой из стадий, поскольку они будут формироваться исходя из единого критерия оптимальности. Примером такой стратегии является синтез теплообменной системы одноколонной ректификационной установки на основе термодинамического метода [31, 32]. [c.468]

При разработке модели для оптимизации и исследования ректификационной колонны (задача в проверочной постановке) задание можно сформулировать таким образом. При заданном количестве и составе питания, требованиях на составы коне шых продуктов, конструктивных параметрах колонны и теплообменной аппаратуры нужно найти оптимальные условия ведения процесса и проверить возможность увеличения мощности производства без существенного изменения конструкции. В качестве критерия оптимизации можно использовать критерий, аналогичный задаче в проектной постановке. [c.16]

В качестве оценки проекта выбран экономический критерий (2-107). Известно, что изменение степени разделения ректификационной установки по целевому продукту Z при прочих равных условиях возможно при взаимном варьировании трех параметров флегмового числа Н, количества тарелок N и положения тарелки питания. На рис. 2.12 на плоскости N — Н геометрическим местом точек, обеспечивающих заданную степень разделения колонны при постоянном NF, является кривая Н = Н N, 7J, ТУр). Здесь же приведена и блок-схема алгоритма для осуществления поиска оптимального варианта проекта [65]. В соответствии с этим алгоритмом определяется положение кривой заданного разделения, вычисляется значение функции качества проекта в ряде точек и выбирается оптимальный вариант проекта. При этом для ряда значений параметра /V определяются значения параметра Д, лежащие на кривой заданного разделения. Начальное приближение по положению тарелки питания определяется из подобия треугольников по формуле [c.148]

Площадь поперечного сечения стаканов для слива жидкости и прорезей для прохода паров в ректификационной колонне обычно составляет 5—20% от поперечного сечения колонны. Многие конструкторы принимают эту величину равной 10%. Вообще площадь поперечного сечения сливных стаканов должна быть несколько большей, чем площадь сечения прорезей. В большинстве случаев скорость прохождения паров через прорези тарелок принимается равной 2,7—6,1 м/с и определяется главным образом плотностью газа. Оптимальное расстояние между прорезями колпачка составляет 3,8—7,6 см. Площадь кольцевого пространства между внешней поверхностью сливного стакана и внутренней поверхностью колпачка обычно принимается равной площади поперечного сечения колпачка. [c.150]

За последнее время изменилось и отношение к процессам перегонки и ректификации. Если до 70-х годов основное внимание исследователи обращали на изучение гидродинамики и массопере-дачи в ректификационных аппаратах с целью повышения их производительности, то на сегодня главными задачами практики и научных исследований стали принципиальные вопросы технологии — проблема синтеза технологических схем с определением оптимальных параметров процессов разделения, обеспечивающих повышениеглубины отбора целевых компонентов, улучшение качества продуктов и снижение энергетических затрат на разделение. [c.6]

На рис. П-24 показана схема оптимального анализа одноколонной ректификационной установки с определением Rom и Л опт i 28] (вариант а), с определением Rom. Л опт и Dom (вариант б) 21] или с определением Rom, Nom, Dom и Нот (вариант в) [32]. iapHaHT оптимального анализа по схеме а можно успешно использовать для разделения смесей с относительной летучестью а>3. Для этих же условий оптимальное значение / опт можно найти из следующего уравнения, полученного на основе анализа приве- [c.127]

Рис. П-30. Оптимальные области применения элементарных ректификационных систем для разделения трехкомпонентной смеси АВС при Е81<1,6 (а) и при

Важнейшим направлением повышения технико-экономической эффективности процессов перегонки и ректификации нефтяных смесей, как это следует из всего материала книги, является применение оптимальных технологических схем разделения, в том числе новых схем со связанными материальными и тепловыми потоками и с тепловыми (насосами использование сложных ректификационных и абсорбционных аппафатов с высокоэффективными конструкциями контактных устройств. [c.344]

Нормальная работа ректификационных колонн и требуемое качество продуктов [герегонки обеспечиваются путем регулирования теплового режима — отводом тепла в концентрационной и подводом тепла в отгонной секциях колонн, а также нагревом сырья до оптимальной температуры. В промышленных процессах перегонки нефти применяют следуюгцие способы регулирования температурного режима по высоте колонны (рис.5.8). [c.167]

Выбор оптимального флегмового числа. При разделении определенной смеси в ректификационной колонне на продукты назначенных качеств флегмовое число теоретически можно изменять в весьма широких пределах, тем самым назначая тот или иной режР1М работы колонны. Теоретически минимальному для данного разделения количеству орошения будет отвечать бесконечно большое число тарелок, иными словами, бесконечно большая высота колонны, а минимальному числу тарелок, отвечающему бесконечно большому флегмовому числу, может отвечать колонна, либо не выдающая продуктов, либо имеющая бесконечно большой диаметр. Ни тот ни другой гипотетический вариант не может удовлетворить условиям производственной работы, но где-то между этими предельными режимами лежит флегмовое число, являющееся оптимальным для разделяемого в данных условиях конкретного сырья. [c.180]

В качестве первого приближения при поиске оптимального режима разделения в ректификационной колонне рекомендуется принимать флегмовое число, на 20—50% превышающее минимальное. Нижний предел гарантирует стабильность рабочего режима колоЬны, достаточно удаленного от неустойчивых условий вблизи режима минимального орошения. Несколько же большие значения флегмового числа необходимы для компенсации возможных колебаний в требованиях, предъявляемых к чистоте получаемых продуктов и к составу поступающего сырья. [c.181]

Например, период непрерывной работы между остановками на чистку ректификационной аппаратуры при условии применения древесно-смоляного антиполимеризатора в производстве хлоропрена составляет один месяц. Во время работы относительно быстро происходит забивка аппаратуры и во многих других производствах мономеров, полимеров, продуктов органического синтеза. Поэтому для повышения производительности оборудования и улучшения условий труда весьма перспективным является разработка новых эффект вных антиполимеризаторов и других методов борьбы с забивкой аппаратуры, совершенствование технологических процессов (выбор оптимального температурного режцма, исключение попадания кислорода). [c.298]

Обычно коэффициент избытка флегмы, при котором достигается оптимальное флегмовое число, не превышает 1,3 [2]. Предложено [3] находить Я по минимальному значению N Я - - 1), полагая, что это произведенпе пропорционально объему ректификационной колонны (/V — число ступеней изменения концентрации, или теоретических тарелок). Определим К рекомендуемым способом. [c.126]

Использование ЭВМ для расчета речзлфикационной установки, включающей колонну, теплообменнм-кн, насосы и вспомогательное оборудование, позволяет решить более сложную проектную задачу. В частности, могут быть просчитаны два или несколько вариантов решения одной и той же задачи с последующим выбором наилучшего из цих или даже оптимального в технико-экономическом отношении. В качестве критерия оптимальности можно принять минимум приведенных затрат, которые рассчитываются по формуле (11.38). При проектировании ректификационной установки можно ограничиться выбором наилучшего варианта конструкции колонны при фиксированном, например, условно-оптимальном флегмовом числе [минимизирующем функцию N Я 1) или пу (Р +1)]. При этом можно варьировать такие конструктивные характеристики, как тип и параметры контактных устройств, диаметр колонны, межтарельчатое расстояние, в соответствии с дискретными значениями их нормализованных размеров и пределами устойчивой работы контактных устройств. При такой постановке решения оптимальной задачи из расчета приведенных затрат можно исключить затраты на пар, воду и электроэнергию, поскольку они практически не зависят от конструкции колонны, а-)также часть капитальных затрат, мало зависящих от конструкции колонны — стоимость арматуры, трубопроводов, КИП, фундаментов и т. д. Приведенные затраты будут определяться только переменной частью капитальных затрат К, нормативным сроком окупаемости Гн, а также отчислениями на амортизацию Ка и ремонт Кр, определяемыми в долях капитальных затрат. Принимая [19] 7 н = = 5 лет. Ка = 0,1 и Кр = 0,05, получим [c.135]

Практика оптимального про ктирования ХТС показывает, что использование технологических критериев эффективности позволяет исключить из дальнейшего рассмотрения существенную часть альтернативных вариантов проектируемой ХТС как весьма далеких от оптимальных. Обычно технологические критерии эффективности дают возможность найти оптимальный вариант на самых низших иерархических уровнях ХТС тем самым значительно сокращается число вариантов, которые участвуют в принятии решений на более высоких уровнях иерархии. Та , например, при выборе типа аппаратурного оформления ступени контакта для мас-сообменного аппарата ХТС при прочих равных условиях отдают предпочтение типу ступени контакта, с большим коэффициентом массопередачи, который в этом случае представляет собой технологический критерий эффективности элемента ХТС. При заданном числе теоретических ступеней контакта в ректификационной колонне место ввода питания выбирают таким образом, чтобы оно обеспечивало наилучшее качество продуктов разделения, которое здесь также играет роль технологического критерия эффективности. [c.31]

Наличие обратной технологической связи между реактором и ректификационной колонной позволяет повысить эффективность химических цроизводств з,а счет наиболее полного использования сырья промежуточных продуктов реакции и зие,ргии ХТП за счет и спользования побочных продуктов химической реакция для получения исходного сырья наиболее полного использования катализаторов и инертных растворителей, в присутствии которых протекает химическое превращение, а также благодаря созданию оптимальных технологических режимов ХТС (интенсификация начальных стадий автокаталитиче ских реакций создание избытка одного из химических компонентов для сдвига рав1Новесия реакций в желаемом направлении подавление побочных 1И интенсификация основных химических реакций создание желаемого температурного режима). [c.101]

Разработка оптимальных технологических схем однородных тепловых и ректификационных систем — типовых технологически узлов химических производств связана с решением следующей конкретной задачи синтеза ХТС, которая является задачей синтеза четвертого класса. При заданных типах элементов системы необходимо определить топологию технологических связей между этими элементами и выбрать такие параметры элементов, которые обеспечивают выполнение либо требуемой технологической операции теплообмена между несколькими технологическими потоками, либо технологической операции разделения многокомпонентной смеси (МКС) на заданные продукты (химические компоненты или фракции) при оптимальном значении некоторого показателя эффективности функционирования системы (например, минимум приведенных затрат). В частности, задача синтеза оптимальных технологических схем систем разделения многокомпонентных смесей (СРМС) формулируется следующим образом при заданных составе сырья, номенклатуре продуктов разделения и требованиях к их качеству необходимо выбрать оптимальные с эко -номической точки зрения типы и параметры процессов разделения (например, обычная, азеотропная или экстрактивная ректификация экстракция абсорбция и др.), а также оптимальную структуру технологических связей между этими процессами разделения. [c.142]

В связи с этим проектировщик вынужден интуитивно применять метод функциональной декомпозиции, осуществляя последовательную декомпозицию ИЗС на ряд более простых задач. Так, при синтезе технологической схемы сложной ХТС проектировщик сначала разделяет все химическое производство на некоторое число функциональных подсистем. Затем каждая функциональная подсистема декомпозируется до уровня отдельных элементбв или аппаратов. Например, синтез оптимальной технологической схемы нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) проектировщик, используя метод функциональной декомпозиции ИЗС, осуществляет ло следующим этапам 1) декомпозиция НПЗ на ряд функциональных подсистем — обессеривания сырой нефти, фракционирования нефти, компаундирования и др. 2) дальнейшая декомпозиция отдельных функциональных подсистем на совокупность технологических аппаратов — ректификационных колонн, теплообменников, насосов и т. д. [c.144]

Рис. VII-I2. Оптимальная технологическая схема ректификационной системы со связанными тепловыми потоками для разделения пятикомпонентной смесн AB DE, разработанная с применением принципа интегрального использоваиия энергии в системе.

При проектировании ректификационных установок проблема поиска оптимального решения связана с установлением баланса между капитальными и эксплуатационными расходами в терминах экономического критерия. Хотя экономические критерии не позволяют выявить путей снижения энергии на ведение процесса (в отличие, например, от термодинамического), они широко испольауются в практике проектирования как удобный способ сравнительной оценки вариантов проекта. Речь идет о выявлении новых способов снижения потерь энергии. Такие возможности могут быть выявлены в результате исследования самого процесса. В рамках же известных способов экономические критерии позволяют отыскать оптимальное решение. [c.318]

Проблема синтеза схемы разделения многокомпонентной смеси заключается в том, что количество возможных вариантов технологических схем с ростом числа продуктов и способов их получения увеличивается экспоненциально. Поэтому поиск оптимальной в смысле некоторого критерия структуры (технологической схемы) перебором различных вариантов весьма трудоемок и дорог. Даже при использовании для разделения многокомпонентной смеси простых ректификационных ко.чонп размерность задачи поиска очень высокая (табл. 2.4). [c.137]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология