Яне на многокомпонентни системи
Фиг. 3.4.4 Равновесна диаграма на практически идеална и не идеална, както и ацеотропна смес
Изтегляне 2.42 Mb.
|
- Навигация на страницата:
- Етапи на един от популярните в практиката директни SHORT- CUT методи за изчисление на многокомпонентна ректификация.
| Фиг. 3.4.4 Равновесна диаграма на практически идеална и не идеална, както и ацеотропна смес.
Типични неидеални смеси са ацеотропните. От казаното става ясно, че предварителният оглед на кривите на равновесие на бинерните комбинации от компоненти на цялата смес, може да бъде указател доколко е надеждно изчислението с уравнението на FENSKE - то не може да се прилага при равновесни криви, чиято форма много се отличава от тази на идеалните смеси. Етапи на един от популярните в практиката директни SHORT- CUT методи за изчисление на многокомпонентна ректификация. Етап No 1 Методът изисква най-напред по формулата на FENSKE да се изчисли минималният необходим брой на теоритични тарелки за конкретното разделяне.Понятие за минимално необходим брой на теоритичните тарелки: Да си припомним, че при ректификация на бинерна смес уравнението на работната линия на обогатяващата част на колоната има следния вид: където R = L/D е т.нар. флегмово число. Споменахме вече, че при R отрезът XD/R+1 клони към 0. и работните линии съвпадат с диагонала; При това положение движещата сила на процеса (разстоянието между равновесната и работните линии на диаграмата на фазово равновесие) е максимална, т.е. NТ = NTmin, където NTmin. е минимално необходимият брой теоретични тарелки, който е достатъчен за достигане на необходимата степен на разделяне, само ако ректификационната колона работи в ре-жим на пълна флегма. За такива условия съгласно изведената по-горе зависимост на FENSKE. Очевидно е, че се предполага, че дебита на дестилата и куба са предварително зададени и са известни също стойностите на ai. Етап No 2 Изчислява се минималното флегмово число Rmin метода на Андервууд (UNDERWOOD). (Този метод съдържа два последователни подетапа. Най-напред се намира стойността на т.нар. корекционен фактор , а след след това се изчислява Rmin . Същност на първия подетап: По итеративен път се уточнява онази стойност на величината q, която удовлетворява зависимостта: където: fi e покомпонентен поток на i компонент на захранващата смес, т.е. fi .ОлйссСтойността на термичния фактор q зависи от състоянието, в което се намира въвежданата в ректификационната колона начална смес. Ако тя постъпва като течност загрята до температурата на кипене, то q= 1, следователно дясната част на горната зависимост става равна на нула. Ако началната смес постъпва в състояние на наситени пари, q= 0. Ако началната смес постъпва като смес от течност и пари има междинна стойност между 0 и 1 и зависи от парциалната степен на изпарение на сместа.Уточняването на , може да стане по итеративната формула на NEWTON Ако положим: където к е пореден номер на итерацията. На втория подетап Rmin се намира по следната взаимовръзка: Етап No 4 На този етап се намира оптималния брой тарелки. В много учебници и монографии е публикувана следната графика на GILLILAND: ........................................................ Тази графика позволява графично да се отчете при дадена стойноост на абсцисата X стойността на ординатата Y откъдето да се изчисли Nopt. В литерапурата са публикувани и различни обобщения на графиката на GILLILAND в аналитичен вид. Например, известно е уравнението на Eduljee: Y = 0.75 - 0.75.x0.57 Eтап No 5 Последният етап от Short-cut метода е определянето на номера на захранващата тарелка. Информацията за съотношението Nобог./Nобед. дава зависимостта на KIRKBRIDE: където: D дебит на дестилата В дебит на кубовия остатъклк fтк , fлк - поток на трудно и лесно летливите компоненти на вход в колоната. bлк - поток на лесно летливата компонента в дестилата dтк - поток на трудно летливата компонента в куба Short-cut методите се използуват самостоятелно за изчисления в случаите, когато се нуждаем от бързи ориентировъчни пресмятания без компютър. Не трябва да се забравя, обаче, приблизителния т.е. ориентировъчен характер на резултата. Едно надеждно проектиране на ректификационна колона и оптимизация на нейния технологичен режим задължително изискват точни методи на изчислението. Резултатът от изчисленията по директен метод може да се счита за надежден само ако стойностите на ai са постоянни, което значи, че равновесните линии на бинерните комбинации от компоненти не трябва да пресичат диагонала (ацеотропни смеси) или да са деформирани (несиметрични). Иначе казано, директните методи дават точни резултати при изчисляване на ректификация на идеални смеси. В практиката такива са в повечето случаи хомоложните смеси, например смесите от ароматни или мастни въглеводороди. Изтегляне 2.42 Mb. Сподели с приятели:
|