Многокомпонентная ректификация сложные

При ректификации сложных смесей (нефть, продукты ее переработки) температуры потоков можно определять по аналогии с многокомпонентными смесями (например, разбивая нефть или широкую углеводородную фракцию на узкие фракции, которые затем приравниваются к индивидуальным соединениям) или по кривым однократного испарения (ОН). [c.106]

Задача статической оптимизации многокомпонентной ректификации (МКР) в общем виде может быть сформулирована, как и выше, в терминах задач математического программирования (1У-5), (1У-6). Основное отличие в постановке задачи от описанной ранее заключается в повышении размерности вектора обобщенных координат, выходных переменных н ограничений, а также в более сложной физической интерпретации, Запишем общую задачу оптимизации МКР [c.152]

Ниже приведен метод расчета, в котором используется понятие о температурной границе деления многокомпонентной смеси [16, 40] этот метод дает хорошие результаты при расчете ректификации многокомпонентных и сложных смесей [45]. [c.245]

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]

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]

Материальные балансы для укрепляющей и исчерпывающей частей сложной колонны могут быть представлены уравнениями рабочих линий для соответствующих частей колонны (17.32г) и (17.33г). Для расчета многокомпонентной ректификации необходимо иметь уравнения равновесия (17.8), а также уравнения теплового баланса (17.35)-(17.37). [c.135]

Однако статический расчет многокомпонентной ректификации по теоретическим ступеням (тарелкам) имеет самостоятельное значение, так как на его основе удобно проводить сравнительную оценку и выбор схем разделения сложных смесей (например, газов пиролиза, нефтепереработки и других). [c.20]

Одна из основных трудностей, с которыми приходится сталкиваться при расчете процессов ректификации многокомпонентных смесей — сложная зависимость состава продуктов разделения от условий проведения процесса и эффективности ректификационной установки. Поэтому точные составы продуктов [c.279]

При ректификации сложных смесей температуры потоков определяются по аналогии с многокомпонентными смесями либо по кривым однократного испарения (кривым ОИ). [c.45]

Диффузионная и кинетическая картина процесса многокомпонентной ректификации выяснена пока недостаточно, поэтому создание обоснованного во всех деталях, теоретически строгого метода расчета сложной колонны оказывается весьма трудной задачей. Экспериментальные исследования рабочего процесса действующих колонн не дали пока таких существенных результатов, которые исчерпывающим образом объяснили бы все особенности развития и протекания как процесса в целом, так и отдельных его ступеней. Этим объясняется широкое использование в анализе работы ректификационных колонн термодинамического метода исследования, покоящегося на гипотезе теоретической тарелки. [c.301]

Системы с числом компонентов больше двух называются сложными или многокомпонентными. Ректификация подобных сисгем широко распространена в промышленности, но теория этого процесса далека от завершенности, и предстоит еще большая работа для обоснования удобного и достаточно точного метода расчета ректификационной колонны для разделения сложных систем. [c.436]

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]

Проблемами синтеза сложных химико-технологических систем начали интенсивно заниматься всего лишь в конце 60-х годов. В то же время литература по этому вопросу насчитывает уже не один десяток наименований [1, 2]. Для синтеза технологических схем ректификации многокомпонентных смесей применяют специальные методы декомпозиционные, эвристические, эволюционные и алгоритмические (прямой оптимизации). [c.100]

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]

В промышленных условиях сырье процесса экстрактивной ректификации обычно представляет многокомпонентную смесь, иногда даже сложную систему типа нефтяных фракций с практически бесконечным числом точечных компонентов по кривой ИТК. Методы расчета ректификации многокомпонентных систем изложены в главе VHI здесь же для выяснения принципиальных особенностей расчета процесса экстрактивной ректификации принимается бинарное сырье и индивидуальный растворитель. Это сводит задачу к изученным в главе V методам расчета ректификации тройных смесей, проще и нагляднее всего представляемых на треугольных диаграммах. [c.341]

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]

Примененный при выводе уравнений метод математической индукции позволил получить вполне точные алгебраические выражения для расчета ректификации многокомпонентных систем в сложной тарельчатой колонне. [c.415]

В ректификации сложных систем второй класс разделения встречается наиболее часто, ибо задача полного удаленпя одного или большего числа компонентов из концевых продуктов является обычной целью ректификации многокомпонентных систем. [c.343]

Наиболее сложным для реализации оказывается второй этап, сущность которого заключается в определении соотношения параметров N, Е я NF, позволяюпщх достигнуть заданной степени разделения. Сложность состоит в том, что практически все известные алгоритмы расчета многокомпонентной ректификации являются итерационными с последовательным уточнением составов по уравнениям материального баланса и потоков — по уравнениям теплового баланса. К тому же в качестве исходных данных необходимо задание конструкционных и режимных параметров (число тарелок М, тарелка ввода питания NF, флегмовое число Н), конечные значения которых при выполнении требований на качество продуктов разделения находятся минимизацией критерия оптимальности типа (7.141). Необходимость многократных расчетов для нахождения оптимального решения является существенным недостатком всех точных моделей. Поэтому любая возможность снижения размерности задачи без потери точности является важной задачей разработки алгоритмов проектного расчета. Ниже рассматривается один из таких алгоритмов, основанный на методе квазилинеаризации. [c.326]

Как известно, основные вычислительные трудности, возникающие прн решении этой задачи, связаны с проблемой достижения сходимости итерационного расчета. Книга Ч. Холланда Многокомпонентная ректификация является монографией, посвященной в основном систематическому излои<ению одного из наиболее эффективных методов сходимости расчета — 0-методу. В книге рассматривается применение этого метода и приводится решение различных задач многокомпонентной ректификации, включая расчет колопп с полным возвратом флегмы и при минимальной флегме, сложных колонн, установок со стриппинг-секциями и т. д. Описаны различные подходы к расчету процесса многокомпопепт-ной ректификации методика расчета от тарелки к тарелке , когда в качестве независимых переменных выбраны составы продуктов разделения (автор называет ее методикой Льюиса и Матисопа) методика независимого определения концентраций, когда в качестве независимых переменных принята температура фаз на тарелках (методика Тиле и Геддеса). Последняя методика применяется наиболее широко и рекомендуется для сочетания с 0-методом сходимости. Большой практический интерес представляет таюке ()-мстод составления тепловых балансов. [c.10]

При разделении многокомпонентных и сложных смесей наряду с ректификацией используются аналогичные противоточные процессы экстракции й адсорбции [4]. Поэтому итоги исследований Б.К.Марушкина можно использовать при разработке схем разделения и анализе рабочих режимов этих процессов [5-7], В этих исследованиях обсуждалась возможность работы экстракционных и адсорбционных колонн по схемам с полностью и частично связанными потоками. Как и в процессах ректификации, экономия энергозатрат от использования подобных схем разделения сырья на три или более компонентов или фракций может составить до 50 %, она зависит от состава сырья и свойств разделяемых веществ (в основном в экстракции - коэффициент избирательности, в адсорбции - коэффициент относительной сорбируемости и требуемой чистоты разделения компонентов или фракций). [c.6]

В этой области работали многие исследователи, однако наиболее глубокие результаты были получены проф. А. М. Трегубовым [13], создавшим строго научную основу анализа сложной картины процесса многокомпонентной ректификации. А. М. Трегубов не закончил своего исследования и не довел его до окончательной разработки практически удобного и точного метода расчета сложной колонны. Тем не менее созданная им основная теория является образцом научного исследования сложнейшего из процессов химической технологии. Изложенная в курсе А. М. Трегубова [13] эта теория здесь не приводится, ибо читателю лучше ознакомиться с ней в превосходном авторском изложении. [c.436]

Известно, что экспериментальное изучение многокомпонентной ректификации как процесса тепло- и масоообмена между шаровой и жидкой фазами, протекающего в сложных гидродинамических условиях, технически и методически крайне сложно и может приводить к трудно оцениваемым ошибкам. Поэтому, наряду с получением экспериментальных данных, большое значение имеет разработка расчетных методов исследования процесса, т. е. его математическое моделирование. [c.11]

Анализ числа степеней свободы математической модели многокомпонентной ректификации, проведенный Джиллилендом и Робинсоном а позднее Акривосом и Амундсеном", приводит к выводу, что при заданных количествах продуктов разделения можно произвольно задаваться концентрацией только двух компонентов разделяемой смеси. Концентрации остальных компонентов в продуктах разделения являются сложной функцией высоты колонны, флегмового числа, условий ввода питания в колонну и других величин. Кроме того, состав каждого из указанных продуктов должен удовлетворять уравнению материального баланса процесса [c.26]

Как пр.авило, на современном уровне исследований решение систем таких уравнений проводится численными методами с использованием вычислительных машин. Поэтому до появления в широкой практике научных исследований вычислительных машин существовали лишь некоторые общие соображения о возможных методах расчета процесса многокомпонентной ректификации. Тем не менее, и с появлением вычислительных машин задача расчета процесса многокомпонентной ректификации продолжает оставаться одной из самых сложных задач химической технологии, о чем может свидетельствовать, например, количество работ, посвященных вопросам создания алгоритмов расчета колонн ректификации [130, 132, 183—276]. [c.32]

Принято также выделять алгоритмы, позволяющие проводить расчеты разделения неидеальных смесей, расчеты сложных колонн и их комплексов. На ранних этапах создания общих алгоритмов расчета процесса многокомпонентной ректификации введение различного рода допущений было вполне оправдано, так как основной целью работ являлась разработка методов решения систем уравнений математического описания и обеспечения сходимости итерационных схем решения. В дальнейшем введение учета неидеальности разделяемой смеси и концепции реальной ступени разделения потребовало существенной доработки созданных алгоритмов. При этом часто предпринимались попытки использования уже разработанных алгоритмов, например, основанных на концепции теоретической ступени разделения [202, 212] в решении задач с учетом реальной разделительной способности тарелки [230, 281], определяемой через коэффициент полезного действия (к. п. д. Мэрфри) [230, 281, 130] или к. п. д. испарения [230]. При этом отмечалось, что введение к. п. д. испарения более предпочтительно, чем учет разделительной способности тарелки через к. п. д. Мерфри [230, 281]. В таких алгоритмах обычно принималось допущение постоянства к. п. д. для всех ступеней разделения и относительно всех компонентов разделяемой смеси. Введение таких к. п. д. ступеней разделения приводит к большой вероятности появления на некоторых итерациях расчета отрицательных величин концентраций компонентов, что исключает возможность продолжения расчетов [130]. С целью преодоления таких трудностей обычно использовались либо различные модифицированные определения эффективности ступени разделения [230, 281], либо вводилась коррекция величин к. п. д. в процессе решения. Последнее в свою очередь может являться причиной зависимости получаемого решения от способа задания начальных приближений или даже получений неоднозначного решения задачи [130]. В то же время в результате ряда расчетных и теоретических исследований [130, 132, 183] было показано и подтверждено экспериментально, что эффективности ступеней разделения существенно различны и, кроме того, эффективность каждой ступени различна по отношению к компонентам разделяемой смеси. Возможным выходом из такой ситуации (необходимость учета указанных явлений при обеспечении достаточной устойчивости итерационных схем расчета) может служить прием, основанный на отказе от использования к. п. д. в математическом описании ступени разделения с реализацией прямого расчета, составов фаз, уходящих со ступени разделения [130]. В этом случае учиты- [c.52]

Большое распространение в расчетах процесса многокомпонентной ректификации получили методы Льюиса—Мачесона и Тилле—Гедеса, подробное описание которых приведено в ряде работ [126, 130, 202, 212]. В методе Льюиса—Мачесона в качестве независимых переменных выбираются концентрации компонентов разделяемой смеси в одном из продуктов разделения. Основные трудности использования этого метода заключаются в учете возможности присутствия в разделяемой смеси нераспределяемых компонентов, т. е. компонентов, присутствующих в незначительных количествах в конечных продуктах разделения. К достоинствам его относят малый объем промежуточных данных, необходимых для продолжения расчетов, что позволяет использовать ЭВМ с относительно небольшим объемом оперативных запоминающих устройств. Введение концепции реальной ступени разделения даже при использовании различных направлений расчета (например, от концов колонны к сечению ввода питания) в значительной степени затрудняет расчет. Кроме того данный метод практически не может быть использован при расчете сложных колонн и их комплексов [109—111, 130]. [c.53]

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]

Система ДИСТИЛЛЯЦИЯ использов.алась при решении широкого круга задач, связанных как с исследованием, так и с проектированием систем ректификационных колонн [125, 130, 276]. Разработанные меры обеспечения сходимости решения прошли практическую проверку на примерах моделироВ ания большого числа комплексов колонн различной сложности. Во всех рассмотренных случаях моделирования сходимость процесса решения обеспечивалась за 3— 30 итераций. Исходя из имеющихся данных по созданию аналогичных систем математического обеспечения решения задачи моделирования систем колонн многокомпонентной ректификации [260—275], можно сказать, что система ДИСТИЛЛЯЦИЯ является наиболее эффективной и гибкой системой программ, и может быть рекомендована к использованию в качестве универсальной подсистемы анализа сложных комплексов колонн в общих системах автоматизированного проектирования процессов разделения многокомпонентных смесей. [c.87]

Несмотря на большое число работ в области автоматизированного си нтез.а технологических процессов разделения многокомпонентных смесей эта задача пока еще далека от той степени теоретической и особенно практической разработанности, при которой возможно создание действительно эффективных алгоритмов синтеза сложных химико-технологических структур, какими являются комплексы колонн многокомпонентной ректификации. Очевидно, наиболее эффективным ме- [c.87]

В сборнике помещены статьи, посвященные расчету процессов ректификации бинарных, многокомпонентных и сложных смесей абсорбции и десорбции углеводородных газов исследованию и улучшеник) работы промышленных ректификационных колонн использованию цеолитов и полярных растворителей при фракционировании смесей. [c.2]

Для отыскания ряда логических критериев и условий, обеспечивающих сходимость расчета, на ЭВЦМ было проведено на конкретных примерах расчетное исследование особенностей многокодпгонептной ректификации. Изложение этих особенностей и критериев представляет самостоятельный интерес для исследовапия сложного процесса многокомпонентной ректификации. [c.285]