Периодически действующие установки.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Периодически действующие установки.



Они используются в производствах небольшого масштаба. Смесь в кубе нагревают до кипения. Ее пары поднимаются вверх, обогащаясь НК. Флегма течет сверху вниз. По температуре кипения определяется заданный состав остатка куба. В этом случае куб играет роль исчерпывающей части колонны.

 

Рис. 5.37. Схема ректификационной установки периодического действия.

 

3.4.1. Материальный баланс непрерывной ректификации бинарных смесей.

Известно два основных метода анализа работы и расчета ректификационных колонн: графический и аналитический

Графический метод.

 

Введем основные допущения:

· Молярные теплоты испарения или конденсации компонентов при одной и той же температуре приблизительно одинаковы. Отсюда следует, что при конденсации 1кмоль ВК в колонне испаряется 1кмоль НК, т.е. количество паров (в кмолях), поднимающихся по колонне постоянно;

· При испарении жидкости в кипятильнике не происходит изменения ее состава. Следовательно, состав пара, образующегося в кипятильнике, соответствует составу кубового остатка: yW=xW;

· Теплоты смешения компонентов разделяемой смеси равны нулю.

Кроме того, смесь, подлежащая разделению, поступает в колонну нагретая до температуры кипения на питающей тарелке.

 

 

Рис.5.38 Схемы потоков ректификационной колонны.

 

 

, xF - поток (кмоль/с) и концентрация (молярные доли) НК в исходной смеси;

, xP-поток и концентрация НК дистиллята;

, xW - поток и концентрация НК кубового остатка;

,хФ - поток и концентрация НК флегмы;

- количество пара (кмоль/с), выходящего из колонны;

 

Материальный баланс всей колонны:

(3.15)

но , тогда получим

(3.16)

 

Материальный баланс по НК:

(3.17)

Уравнения рабочих линий.

 

Поскольку условия работы укрепляющей и исчерпывающей частей ректификационной колоны различны, поэтому материальный баланс для них рассмотрим отдельно.

Укрепляющая часть. Возьмем сечение А-А и составим материальный баланс по НК для верха этой части колонны (рис. 5.38):

(3.18)

Здесь

(3.19)

R-флегмовое число

 

Кол-во поднимающихся паров по колонне:

 

(3.20)

 

По (3.18) находим y:

(3.21)

По условию yР=xР, и меняя получим:

 

(3.22)

 

Окончательно:

(3.23)

Рис.5.39 Рабочая линия верхней

части ректификационной колонны.

Это и есть уравнение рабочей линии укрепляющей части колонны, которая является уравнением прямой линии. A-тангенс угла наклона α раб линии к оси абсцисс, B-отрезок, отсекаемой раб линией на оси ординат. Это уравнение справедливо до сечения ввода исходной смеси, т.е. до точки b, соответствующий концентрации xF.

Исчерпывающая часть. Рассмотрим материальный баланс для низа исчерпывающей части колонны - ниже произвольного сечения В-В, где текущие концентрации НК в фазах x и y (рис. 5.38):

(3.24)

Здесь ,

, , f>1

Находим y (yW=xW)

(3.25) и (3.26)

 

При х=хW, у=уW=xW, т.е. рабочая линия исчерпывающей части колонны проходит через точку, лежащей на диагонали с абсциссой хW.

Положение точек a и c определены, они лежат на диагонали. Точка в пересечении линий аВ и сВ1. Положение точки b соответствует xF, т.е. соответствует сечению, на уровне которого подают питание в колонну.

Для определения числа теоретических ступеней изменения концентрации между рабочей и равновесной линиями строят ступень в интервале концентраций xP-xW. При ректификации рабочую линию располагают ниже линии равновесия.

Если флегмовое число не задано, как найти ее опт. значение?

.

Рис. 5.40 Определение R

Рис. 5.41. Определение Rопт

Если Bmax, то Rmin, так как хр = const. В точке движущая сила = 0. В точке должна быть. A=A1 и B=B1, что возможно только при . Rmin. можно найти расчетным путем. От R зависит размеры аппарата и расход теплоносителей. Следовательно капитальные и эксплуатационные затраты. Эксплуатационные затраты (расход теплоносителей) возрастают прямо пропорционально R. С увеличением R возрастает движущая сила процесса и уменьшается необходимое число теоретических ступеней. При некотором R рабочий объем колонны станет минимальным, минимальным будет стоимость колонны. Нати Rопт достаточно сложно, поэтому выбор дествительного Rd, произ0водят приближенно:

.

 

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.236.110.106 (0.006 с.)