Тарелки ректификационных колонн определение числа

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]

Тарельчатые колонны. На основе метода определения действительного числа тарелок, изложенного в гл. X (см. рис. Х-1, Х-2), можно для п-ой тарелки ректификационной колонны переписать уравнения (Х.25) — (Х.29) в виде [c.359]

На практике разделение смесей проводят непрерывной фракционной перегонкой, называемой ректификацией. Она осуществляется в ректификационных колоннах непрерывного или периодического действия. Широкое применение находят тарельчатые колонны, где осуществляется непрерывный контакт движущегося вверх пара с жидкостью (флегмой), находящейся на тарелках. Ректификационная колонна (рис. 6.13) имеет ряд горизонтальных полок 8 той или иной конструкции, называемых тарелками. Число их зависит от свойств разделяемых компонентов. В работающей установке на каждой тарелке находится кипящая жидкость определенного состава. Уровень жидкости определяется высотой выступа сливной трубы 2. Раствор, подлежащий перегонке, предварительно нагревают до кипения и подают через кран 3 на одну из верхних тарелок. При этом уровень жидкости на данной тарелке превышает высоту сливной трубы и жидкость течет по трубке 2 на следующую тарелку, где температура выше (так как нагреватель находится внизу, в кубовой [c.101]

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]

Рабочую высоту насадочных ректификационных колонн определяют методами, применяемыми для массообменных аппаратов с непрерывным контактом фаз [уравнения (III.32) и (III.33)1. Число тарелок в тарельчатых колоннах находят либо с помощью средней эффективности тарелки [уравнение (III.43) ], либо с помощью кинетической кривой, строящейся на основе эффективности тарелок по Мэрфри. Для определения средней эффективности колпачковых тарелок широко используют эмпирическую зависимость, график которой построен на рис. III. 14. Здесь на оси абсцисс отложено произведение средней вязкости жидкой фазы в колонне (в мПа-с) на относительную летучесть [c.63]

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]

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 основных размеров ректификационных колонн. Диаметр колонны зависит от расходов потоков пара и жидкости в сечении колонны. Высота колонны определяется расстоянием между тарелками на каждом участке колонны, их числом и размерами конструктивных элементов. [c.212]

Химико-технологическая система (ХТС) — это совокупность взаимосвязанных технологическими потоками и действующих как одно целое аппаратов, в которых осуществляется определенная последовательность технологических операций (подготовка сырья, собственно химическое превращение и выделение целевых продуктов). Как любая сложная система химическое предприятие состоит из большого числа взаимосвязанных элементов или частей целого. С точки зрения исследовательских задач понятие элемента системы весьма относительно. Если в качестве сложной системы рассматривать химическое предприятие, то его элементами можно считать отдельные химические производства или технологические цехи. Если сложной системой является технологический цех или технологическая линия, то их элементами служат отдельные аппараты и агрегаты. При изучении отдельного аппарата как системы, нанример ректификационной колонны, ее элементами являются тарелки. [c.11]

Для определения действительного числа тарелок необходимо учитывать свойства компонентов, длительность соприкосновения жидкости с паром, высоту слоя жидкости на тарелке, расстояние между тарелками и их конструкцию, падение давления по высоте колонны, обусловленное потоком жидкости, потери теплоты через стенку колонны и т. д. Отклонения от идеального режима нетрудно предвидеть, но строгий количественный учет их невозможен, поэтому величины к. и. д. ректификационных колонн могут быть верными лишь приблизительно. [c.295]

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]

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]

Число тарелок ректификационных колонн зависит от требуемой чистоты продуктов разделения обычно в нижних колоннах имеется от 24 до 36, в верхних — от 36 до 58. При определении размера колонн среднюю скорость паров принимают-в нижней колонне от 0,15 до 0,25 м/сек, в верхней — от 0,25 до 0,8 м/сек. В колоннах большой производительности в СССР применяются ситча-тые кольцевые тарелки с одним, двумя или тремя переливами. Расстояние между тарелками — от 80 до 160 мм. Тарелки выполняются из перфорированных медных листов с отверстиями диаметром 0,8—0,9 мм, шаг отверстий 3,25 мм. [c.70]

Пример 10. При проектировании ректификационных установок определение таких технологических параметров, как флегмовое число,число тарелок, положение тарелки питания, производится по некоторым критериям путем проведения многократнйгх расчетов с использованием определенной стратегии (см. с. 146). Процесс итеративного поиска этих параметров, как правило, приводит к существенным затратам машинного времени. Решение этой задачи более эффективно с использованием метода квазилинеаризации. В этом случае для описания ректификационной колонны используется система разностных уравнений с граничными условиями, решение которой возможно приведением ее к линейному виду и определением частного и однородных решений. При этом одной из переменных является и флегмовое число. Таким образом, удается исключить итерации по флегмовому числу, определяя его совместно с другими переменными задачи [18]. [c.61]

Проектирование ректификационных колонн для разделения многокомпонентных смесей предполагает определение шести проектных переменных — число тарелок, номер тарелки питания, флегмовое число, доля отбора дистиллята, доля парового потока в питании, давление в колонне, обеспечивающих получение продуктов разделения заданного качества при минимальном значении целевой функции. [c.63]

Практически на тарелках в ректификационной колонне не наблюдается равновесия между составом пара и жидкости, поэтому для определения реального числа тарелок в колонне находим кинетическую кривую, отражающую действительное соотношение составов пара и жидкости (коэффициент массопередачи на всех тарелках постоянен, унос жидкости отсутствует). [c.117]

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]

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]

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]

Целесообразность описанного аккумулятора оспаривается многими авторитетами, в том числе и Барбе, считающими вполне основательно, что емкость самих тарелок колонны является достаточным буфером-аккумулятором, а постоянство работы аппарата должно достигаться тщательным контроле.м и работой регуляторов пара и жидкости. При укреплении спиртовых паров происходит, как известно, накопление сивушного масла на определенных тарелках ректификационной колонны ч рез краны эти. масла в аппарате Гильома отводятся без промывки их водой в хвостовую или сивушную колонну 72. При понижении крепости дестиллируемых спиртовых жидкостей амиловый спирт, а также другие высшие спирты и ряд эфиров принимают, как было указано раньше, по отношению к этиловому спирту характер головного погона поэтому, наряду с альдегидами и низкокипящими эфира.ми, проникающими до верхних тарелок эпюрационной колонны, [c.228]

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]

Ректификационная колонна (рис. 64) представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с вмонтированными в него через определенные промежутки тарелками. Число тарелок определяется расчетом и изменяется от 15 до 40. [c.138]

Определение числа тарелок в ректификационной колонне производится по равновесным данным бинарной смеси этиловый спирт — вода. Наличие примесей, а также зон их концентрирования в ректификационной колонне при расчетах не учитывается,. Между тем известно, что в ректификационную колонну с эпюратом поступают практически все хвостовые примеси (высщие спирты) и часть промежуточных, которые концентрируются в определенных зонах на тарелках колонны. Высшие спирты концентрируются в основном на нижних тарелках выварной части ректификованной колонны промежуточные примеси и часть высших спиртов (прониловый, изобутиловый) концентрируются на нижних тарелках укрепляющей части ректификационной колонны. Головные примеси, не отделившиеся от спирта в эпюрационной колонне, пройдя зону отбора ректификованного спирта, концентрируются в дефлегматоре, конденсаторе и на первой верхней тарелке ректификационной колонны. [c.106]

Задание 1 — кривая ИТК сырья задание 2 — требование на содержание примесей в продуктах задание 3 — условие подачи сырья в колонну подпрограмма 1— разбиение непрерывной исходной смеси на условные дискретные компоненты и переход от кривой ИТК к концентрациям компонентов подпрограмма 2 — расчет по линейной модели ориентировочных значений показателей четкости и температурных границ разделения и далее на их основе расчет величин отборов продуктов подпрограмма 3 — расчет доли отгона сырья на входе в колонну и определение их энтальпии подпрограмма 4 — поверочный расчет тарельчатой модели ректификационной колонны с определением состава продуктов, температуры и величины потоков пара и жидкости на тарелках подпрограмма 5 —ручное или машинное изменение параметров задачи, числа тарелок или режима работы колонны по дпpiD грамма 6 — уточнение содержания примесей в продуктах на основе обратного перехода от условных дискретных компонентов к непрерывной смеси подпрограмма 7 — расчет составов продуктов из концентраций в кривые ИТК и стандартной разгонки и вычисление дополнительных показателей качества нефтепродуктов. [c.89]

Традиционный потарелочный расчет ректификационных колонн с использованием широкоизвестных зависимостей для определения эффективности тарелок по диффузионной, ячеечной, комбинированной и др. моделям уже предполагает пря.мо-ток жидкости на смежных тарелках, что не верно и, в свою очередь, вносит большую погрешность в определение числа таре- [c.193]

Дифференциальная перегонка и тем более однократное испарение не могут дать полного разделения смеси. Правда, в первом случае можно получить почти чистый компонент, однако количество его будет ничтожным. Тонкое разделение осушествляется путем ректификации, представляющей сочетание последовательных испарений и конденсаций (рис. 103). Этот процесс проводится в ректификационных колоннах, схема действия которых показана на том же чертеже. Принцип процесса ректификации сводится к следующему. Если жидкость состава Ь и пар состава V, поступающие на данную тарелку, не находятся в равновесии, то между ними происходит тепло- и массообмен. Результатом этих процессов будет 1) смещение состава пара и состава жидкости в направлениях, указанных стрелками 2) охлаждение пара, приводящее к частичной его конденсации (точка Я ), и нагревание жидкости, вызывающее частичное ее испарение (точка Р"). Таким образом, восходящий поток пара, теряя в результате контакта с жидкостью высококипящип компонент и приобретая легкокипящий компонент, обогащается им жидкость же, стекающая по мере накопления ее на тарелках по переливным трубкам вниз, постепенно обогащается высококипящим компонентом. При достаточном количестве тарелок, число которых рассчитывается на определенную полноту разделения, можно получить пар с минимальным содержанием труднолетучего компонента. При необходимости получения смеси определенного состава пар (жидкость) отбирается на определенной высоте колонны. [c.294]

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]

В самом деле, допустим, что в нашем распоряжении имеется конкретный и исчерпывающий экспериментальный материал по равновесным соотношениям какой-либо неидеальной многокомпонентной смеси, полученный непосредственно в процессе ее ректификации при заданном разделении. Так, допустим, что при некотором постоянном флегмовом числе Я, обеспечивающем заданное разделение (например, отделение компонентов А и В от С, Х) и , расположенных в порядке уменьшающейся летучести), с каждой тарелки работающей ректификационной колонны были отобраны пробы жидкости и определены составы их и равновесных им паров. Будет ли теперь такой исчерпывающий (с каждой тарелки) и конкретный (для заданного разделения смеси определенного состава) экспериментальный материал достаточен для расчета существующим ступенчатым методом числа тарелок при некотором другом значении флегмового числа и при том же заданном разделении По-видимому, ответ будет отрицательным,так как при ступен-чат л. методе расчета, т. е. при обязательном определении составов на каждой тарелке, необходимо знать уже другие составы на тарелках жидкостей и равновесных им паров, соответствующие новому значению флегмового числа. Собранный прежде экспериментальный материал уже не может быть использован для нового расчета. Если же задаться целью экспериментально изучить в полном объеме фазовое равновесие той или иной многокомпонентной смеси, то, по-видимому, это пока еще едва ли возможно. Достаточно указать, что для текого изучения трехкомпонентной смеси (треугольник равновесия) необходимо выполнить уже не менее нескольких сот определений, для четырехкомпонентной смеси их потребуется сделать несколько тысяч и т. д. [c.73]

В настоящее время известен ряд различных по конструкции аппаратов, предназначенных для проведения процессов неадиа-батическ ого противоточного массообмена. Для осуществления процессов абсорбции применяют ректификационную колонну, на тарелках которой размещают поверхности теплообмена, например в виде горизонтального змеевика. Последний, собранный с определенным.и зазорами между витками, может работать как провальная тарелка. Опыты, проведенные М. Э. Аэровым, Т. А. Быстровой, Е. П. Даровских и Л. Е. Сум-Шиком з показали, что при использовании воды в качестве теплоносителя коэффициент теплопередачи змеевиковой тарелки составляет в среднем 1390 вт - м - град- к. п. д. тарелок равен 0,6—0,8. Недостатком конструкции колонны с теплообменными тарелками являются малая поверхность теплопередачи в единице объема аппарата и сложность изготовления ввиду больщого числа соединений. [c.290]

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]

Так, допустим, что при некотором постоянном флегмовом числе Н, обеспечивающем заданное разделение (например, отделение компонентов А и В от С, Д и Е, расположенных в порядке уменьшающейся летучести) с каждой тарелки работающей ректификационной колонны были отобраны пробы жидкости (рис. 1) и определены равновесные им составы паров. Спрашивается, можно ли теперь, собрав такой исчерпывающи (с каждой тарелк х) и конкр()тный (для заданного разде.иения) материал, рассчитать ступенчатым методом число тарелок нри некотором другом значении флегмового числа Д для того же самого заданного разделения Очевидно, ответ будет отрицательным, так как ири ступенчатом методе расчета, т. е. при обязательном определении составов на каждой тарелке, нужно знать уже другие составы жидкостей и равновесных им наров ха всех тарелках, соответствуюгцие новому значеш Ю флегмового числа. Собранный прежний экспериментальный материал уже не может быть использован в Овых условиях. [c.201]

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]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология