Оглавление:
Ректификация многокомпонентных смесей
- Расчет ректификации многокомпонентных смесей вызывает ряд проблем, которые возникли при расчете абсорбции. Поскольку заполняющая колонна не выполняет большого выпрямления, она ограничивается осмотром пластинчатой колонны. Но есть и новые проблемы. Во-первых, ректификация обычно не имеет дела с системами, в которых есть нерастворимый компонент в Газе и Нелетучий компонент в жидкости. Во-вторых, изменение концентрации большинства компонентов в дистилляционной колонне настолько велико, что большинство задач приходится решать с концентрированными смесями.
Другими проблемами, связанными в первую очередь с ректификацией, являются тепловой эффект, использование промежуточного отбора проб продукта и введение исходной смеси в любую точку колонны, а не в верхнюю или нижнюю часть колонны. Из-за этих сложностей редко удается попытаться решить задачу коррекции многокомпонентных смесей графически или аналитически. Вместо графического или аналитического расчета вы выполняете межпластинчатый расчет, подобный двоичной системе, уже описанной в разделе 2. 41.Эти методы расчета сводятся к последовательным решениям чередующихся уравнений равновесия и материального баланса, отличающихся главным образом допущениями, сделанными в этих решениях.
Вопросы переходных процессов теплопроводности в системах с пространственным распределением температуры связаны с очень громоздкими и сложными математическими выкладками. Людмила Фирмаль
Во-первых, примените метод Сореля. Конденсатор дистилляционной колонны с верхней пластиной(рис. 41. 3) первым шагом является определение концентрации жидкости, выходящей из пластины (при условии, что конденсатор полностью конденсирован и рефлюкс является жидкостью при температуре кипения).Если известен состав пара, выходящего из верхней тарелки т. е.
Состав собираемого дистиллята), и установлено давление в колонне, то согласно правилам фазы состав и температура жидкости, выходящей из тарелки, определяются независимо от количества присутствующих компонентов. Получают состав пара, поступающего на верхнюю плиту вместе с нижней плитой. Напишите уравнение материального баланса верхней пластины всех компонентов. Эти уравнения имеют ту же форму, что и уравнение (41.12), и получены для летучих компонентов бинарной системы.
Следовательно, для компонента а,、 Ул= (42.4） Поскольку состав жидкости xAg был определен из равновесных расчетов, в уравнение(42.4) входят только 3 неизвестные величины. 1робинсон и Джиллиланд [136]приводят описание многокомпонентной дистилляции и некоторые примеры. Грн, и Вашингтон. Обычно количество используемого дистиллята определяется заранее. Вы можете написать аналогичное уравнение для всех компонентов, а для системы из r компонентов вы получите уравнение I с неизвестными (r + 2).
2 дополнительными уравнениями являются уравнения материального и теплового баланса(41. 8) и (41. 9). ^ 4-7,= ^ + г、 Ручей и + Т \ 7,=⁷⁷/, + г/. V определяется путем впуска Дистиллят IVc и число обратных потоков — ^ — так что для известного количества тепла существует уравнение R + 2 неизвестных с r + 2.Такие системы уравнений могут быть решены. известны 3 значения теплоты для gn и D (то есть они могут быть вычислены из известного состава и температуры потока).Однако 7 — е теплосодержание 4 г неизвестно и не может быть рассчитано до тех пор, пока не будет определена неизвестная концентрация потока(pAa, yBr и др.).
Решение получается путем задания 1 значения неизвестной переменной, например 1g. Flux\ \и УгУг-Формула (41. 8) и (41. 9) и затем мольную долю всех ингредиентов в потоке определяют по типу (42. 4) определяется по формуле. На основании полученных данных о концентрации и теплосодержании компонентов вычисляется значение 先 для проверки предыдущего предположения. Повторите расчет достаточное количество раз, чтобы получить достаточное количество спичек в 7g, затем продолжите вычислять следующую пластину. Следующим шагом является расчет равновесия для определения состава лучистого потока.
- Затем опишите уравнение материального и теплового равновесия пластины 1, а также уравнение пластины 2.Решение этих уравнений осуществляется методом последовательного приближения, аналогичного тому, который применяется к верхней пластине. Для упрочняющей колонны расчет выполняется от колонны к пластине и от пластины к пластине до тех пор, пока состав пара, соответствующий начальной концентрации смеси, не будет получен непрерывным приближением. Первый выбор состава, объема и количества рефлюкса в дистилляте был сделан произвольно, поэтому маловероятно, что какая-либо пластина будет соответствовать всем ingredients.
To чтобы получить состав пара под нижней пластиной, который совпадает с исходным составом смеси, необходимо изменить параметры Их отвели на самый верх ряда. Поэтому необходимо повторять всю серию расчетов от плиты к плите до тех пор, пока проверка состава нижней части колонны не даст необходимой точности. Для исчерпывающего столбца вычисление выполняется из потока, входящего и выходящего из куба. Количество и состав донного остатка и расход пара выбираются произвольно, а расчет от плиты к плите осуществляется в направлении снизу вверх по методу, описанному для упрочняющей колонны. Когда состав жидкости совпадает с составом исходного раствора, расчеты stop.
Термометр из примера 4-1 используется для того, чтобы контролировать температуру в обыкновенной кухонной плите. Людмила Фирмаль
As при расчете армированных колонн условия Куба колонны берутся произвольно, и расчет повторяется до тех пор, пока состав жидкости в верхней части армированной колонны не совпадет с составом исходной смеси. Расчет полной дистилляционной колонны, состоящей из армирующей и основательной частей, требует обеих расчетных цепочек, так что состав пара соответствует составу исходной смеси. Из-за высокой стоимости работ, необходимых для повторных расчетов, межплатформенные расчеты теперь выполняются в больших масштабах на цифровом компьютере.
Если расчет выполняется вручную, обычно используют опущенный метод 1- Мы обнаружили, что расчет ректификации 2-компонентной смеси методом «пластина к пластине» значительно упрощается, если вы допускаете постоянство потока молярной фазы по высоте ваших 41 колонн, т. е. JL = L и т. д., и=P₂=J₃ и т. д. Это устраняет необходимость в общих материалах и тепловых балансах. При применении этого допущения к расчету многокомпонентной системы уравнение (42.4) может быть решено относительно молярной доли компонентов потока 2, не полагаясь на расчет методом последовательного приближения.
При таком упрощении работа существенно сокращается, но расчет равновесного состава методом последовательного приближения, который необходимо проводить для каждой пластины, не отменяется. Предположение о постоянстве молярного расхода может быть сделано только для систем, которые следуют правилам Трутона. В настоящее время, когда расчет оборудования для разделения многокомпонентных смесей осуществляется с использованием цифровых вычислительных машин, необходимость в таких допущениях существенно снижается. Если требуются только предварительные расчеты, то определение количества ступеней, необходимых для многокомпонентной дистилляции, возможно еще более простым способом. П.
Перри, 622, предлагает эмпирический метод, который включает: 1) вычисление числа шагов по числу бесконечного обратного потока LGT / ₀ ; 1. обзор расчетов ректификации многокомпонентных смесей и различных методов расчета, используемых в цифровых вычислительных машинах, представлен в работе Смита [155]. 2) расчет минимального флегмового ’• 3) применяя эмпирическую зависимость Фактическое количество теоретических этапов D ’ Это необходимо по количеству конечных срыгиваний.
Этот метод используется в расчетах для определения экономически оптимального количества рефлюксных колонок. Но окончательный расчет лучше всего делать на пути от плиты к плите. Пример 42.1 Этилен получают пропусканием смеси насыщенных углеводородов, таких как этан, через печь с температурой газа около 800°С. Смесь, выходящая из трубы печи разложения, быстро разделяется на несколько дистиллятов, отделенных летучим и почти кипящим потоком соединений, называемых секциями колонны—колонна отводится от верхней части колонны, а нижняя часть представляет собой чистый пропилен. Состав исходной смеси, корма-следующая таблица. К — — — расход, кмоз / ч ISE = I » LTL СН4. 136 привет cg4.
Вторая верхняя часть плиты Полный Когда заменить Круглая колонна-16,5 ° С; показана средняя температура. Следующим шагом в вычислении является определение приблизительного значения минимального числа регрессий. UnderwoodMethod (стр. 624 ссылки) обеспечивают a^^ 7 «= 0.447, предполагая постоянство. — Согласно Gilliland (страница 622 справочника Перри), который дает U как функцию Utt、 Расчет, который мы описали здесь Приближение описано ниже.
Смотрите также:
| Абсорбция разбавленной многокомпонентной смеси | Азеотропная и экстрактивная ректификация |
| Абсорбция богатой многокомпонентной смеси | Массопередача, сопровождающаяся химической реакцией |
