Теоретические тарелки, число в колоннах для разделения, смеси

Если при периодической или непрерывной ректификации кубовой или питающей жидкостью является четверная гетерогенная смесь, то для достижения точкой состава дистиллята поверхности пара нужно не более одной теоретической тарелки. Поэтому величиной, определяющей эффективность колонны, необходимой для разделения такой смеси при бесконечном флегмовом числе, является число теоретических тарелок, требуемое для выделения гетероазеотропа изобутиловый спирт — дибутиловый эфир — вода из смесей, точки брутто-состава которых лежат на поверхности пара. Для расчета этой величины нами построена лучевая проекция поверхности пара и по аналогии с тройными системами [I—3] рас считана эффективность, гарантирующая выделение низкокипящего тройного гетероазеотропа (не более 2% примесей ) из любой смеси, точка брутто-состава которой лежит на поверхности пара. С этой целью вычислялись эффективности, необходимые для отделения тройных гетероазеотропов от бинарных в системах бутиловый спирт — дибутиловый эфир — вода, изобутиловый спирт — дибутиловый эфир — вода и бинарных гетероазеотропов друг от друга в системе бутиловый спирт — изобутиловый спирт — вода, а также эффективность, нужная для разделения тройных гетероазеотропов. Расчет последней производился по линии сопряженных нод [c.75]

Из свойств разделяемых продуктов наибольшее значение имеют температуры кипения. Чем ближе друг к другу находятся эти температуры, тем труднее поддается разделению смесь и тем большее число тарелок должна иметь, при прочих равных условиях, колонна. Чем полнее соприкасаются между собой пар и жидкость в колонне, тем меньшее число тарелок может иметь колонна. При подсчетах числа тарелок исходят из предположения о полном соприкосновении между паром и жидкостью на тарелке. В результате такого подсчета получается так называемое идеальное число тарелок. На практике, однако, полное соприкосновение между паром и жидкостью никогда не достигается, и действительное число тарелок всегда должно быть значительно больше теоретически подсчитанного. Отношение между теоретическим и действительным числом тарелок, выраженное в процентах, называется коэфициентом полезного действия колонны. Величина этого коэфициента обычно не превышает 80%, и большей частью равна 40—70%. Чем больше флегмовое число колонны, тем меньшее число-тарелок, при прочих равных условиях, она может иметь. В предельном случае, когда пары целиком в виде флегмы возвращаются в колонну, число тарелок будет наименьшим, но производительность такой колонны ранца нулю, или, как говорят, колонна работает на себя . В обратном случае, т. е. когда почти все пары, идущие из колонны, отводятся в холодильник и лишь минимум флегмы (подсчитанный теоретически) возвращается в колонну, производительность установки будет, очевидно, наибольшей. В этом случае для полного разделения смеси колонна должна была бы иметь бесконечное число тарелок. На практике приходится выбирать какое-то среднее положение между этими предельными случаями, учитывая, что с увеличением числа тарелок возрастает не только производительность колонны, но и затраты на ее изготовление и монтаж. [c.340]

Предположим, что нагревается смесь состава х . При температуре 1 она начинает кипеть, при этом паровая фаза имеет состав у. Жидкая фаза Хд находится в равновесии с паровой фазой у при температуре /. Изобарные кривые кипения и конденсации определяют экспериментально так же, как и кривую равновесия (см. разд. 4.6.З.). Диаграмму t—х—у как и диаграмму равновесия у—х можно использовать для определения требуемого числа теоретических ступеней разделения. На рис. 59 (см. разд. 4.7) изображена кривая равновесия для смеси бензол— толуол, построенная на основе изобарных кривых кипения и конденсации. Точки Л и В лежат в этом случае одна под другой. Диаграмма 1—х—у имеет то преимущество, что в процессе перегонки можно по температуре в головке колонны определять концентрацию головного продукта. При работе с тарельчатыми колоннами эта диаграмма позволяет проводить текущий контроль состава смеси на тарелках по перепаду температуры в колонне. По температурам на тарелках можно установить оптимальную тарелку питания и тарелку для отбора промежуточного продукта. [c.75]

Если при расчете процесса ректификации воздух рассматривается как бинарная смесь кислорода и азота, то число теоретических тарелок определяется по диаграмме х—у для кислорода с использованием кривой равновесия г/2 = О (рис. 41). Кроме того, кубовая жидкость вводится в месте, которому на диаграмме х—у соответствует точка пересечения рабочих линий. Концентрационные напоры в колонне, т. е., расстояния между рабочей линией и кривой равновесия на диаграмме х—у, получаются в этом случае значительно большими, чем в случае рассмотрения воздуха как тройной смеси. При ректификации тройной смеси вследствие накопления аргона на тарелках колонны наиболее резкое сокращение концентрационных напоров в верхней колонне происходит на участке от места, которому соответствует точка пересечения рабочих линий, до места ввода смеси в колонну и на нижнем участке исчерпывающей секции колонны, где происходит процесс разделения смеси кислород—аргон. [c.143]

На рис. 2 изображена расчетная схема ректификации в полной колонне, соответствующая модели процесса с теоретическими тарелками. Исходная смесь Р поступает в колонну в виде смеси пара Vf и жидкости Lf. Дистиллят отбирается в виде насыщенного пара У1=0, кубовый остаток — в виде кипящей жидкости L = W. Разделительное действие дефлегматора и кипятильника примем эквивалентным эффекту разделения на одной теоретической тарелке. Число теоретических равповесных ступеней равио п в укрепляющей секции, считая дефлегматор, [c.21]

Для определения высоты пленочной или насадочной колонны надо знать высоту, эквивалентную единице переноса (ВЕП). или высоту, эквивалентную теоретической тарелке (ВЭТТ). Для определения высоты тарельчатой колонны необходимо знать расстояние между тарелками. число тарелок, приходящихся на единицу переноса, или к. п. д. тарелки. Указанные величины зависят от конструкции колонны, элементов тарелки или насадки, от скорости пара, физических свойств смеси и практически определяются экспериментально. Соответствующие данные для некоторых случаев низкотемпературной ректификации приводятся в табл. 9-2. Ориентировочно для воздухоразделительных колонн можно принимать к. п. д. тарелки 0.25—0,35 (низкая величина к. п. д. учитывает влияние аргона при расчете числа тарелок в предположении, что воздух представляет собой бинарную смесь О2—N2). и расстояние между тарелками 90- 120 мм. При разделении воздуха в колоннах с кольцами Рашига размером 10Х 10X0,3 мм значение ВЭТТ принимается равным 150—250 мм. В колоннах для разделения изотопов водорода [Н4-7] к. п. д. тарелки 0,35 -0,40 и расстояние между тарелками 65. -120 мм. В колонне с насадкой Стедмана диаметром 25 мм ВЭТТ равна 24 мм [Ж2-29]. [c.254]

Силей [252] применил ЭВМ для расчета оптимальных параметров лабораторной колонны Олдершоу диаметром 31,8 мм с 12 реальными тарелками в исчерпывающей части и 10 реальными тарелками в укрепляющей части. На ЭВМ Ele tri KDF 7 (Англия) были проанализированы 280 процессов разделения. В качестве эталонной смеси использовали смесь метилциклогексан— толуол. При этом за расчетное число теоретических ступеней разделения принимали то значение, которому соответствовала минимальная погрешность. Были изучены возможные погрешности, возникающие при измерении состава смеси, при определении положения и наклона рабочей линии, а также погрешность данных по равновесию. [c.192]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология