Уравнение рабочей линии нижней (исчерпывающей) части колонны.

                                                                        (2),

где

.

Обозначим:       

;      

Построение рабочих линий процесса ректификации.

 

 

Рис.4.

• 1  -  Равновесная линия процесса ректификации;
• 2  -  Линия равных концентраций паровой и жидкой фаз компонента А в колонне.
• Составы паровой и жидкой фаз в верхней и нижней частях колонны равны, т.е соответствуют линии 2.

• По xд находят точку С.




• По xк находят точку А.
• По xf проводят вертикаль.
• По оси y откладывают величину
  
   из соотношения (1) и получают точку D.
• Получают точку М на пересечении СD с вертикалью от xf.
• Получают СМ  -  рабочую линию верха колонны.
• Проводят МА  -  рабочую линию низа колонны.

Диаграмма «Рабочая линия-линия равновесия»

процесса ректификации.

Рис.7.

• 1 – равновесная линия процесса бинарной ректификации;
• 2 – Линия равных концентраций в паровой и жидкой фазах
• Линия СМ – рабочая линия верха колонны с параметрами:
  
  ; 
  
• Линия МА – рабочая линия низа колонны с параметрами:

;  ;   .

Анализ диаграммы «Рабочая линия - линия равновесия».

• По диаграмме определяют следующие параметры:

-         Число ступеней разделения, число теоретических тарелок nт и число реальных тарелок

, где ?  -   к.п.д. тарелки.

-         Движущую силу процесса в любых точках колонны:

, , что соответствует направлению массопередачи , и .

• Движущие силы
  
  зависят:

-         от режимных параметров процесса, определяющих положение равновесной кривой (Р и ?);

-         от xf , xд, xк   -  определяющих положение рабочей линии процесса;

-         от R=Gфл/Gд  и

, т.е. от Gфл, Gд, Gf;

-         от тепловых параметров Gf.

• Требуемую движущую силу процесса ректификации можно обеспечить:

-         стабилизацией режимных параметров Р или ?;

-         стабилизацией параметров потока питания Gf и ? f;

-         стабилизацией или изменением флегмового числа R=G фл /Gд .

Объект управления

 

Схема ректификационной установки.



1        -  ректификационная колонна; 2  -  подогреватель потока питания;

1        -  кипятильник; 4  -  конденсатор (дефлегматор); 5  -  флегмовая емкость.

Рис. 8.

Описание установки.

 

Объект управления  -  ректификационная установка для выделения из исходной жидкой смеси целевого компонента в составе дистиллята.

 

Процесс массопередачи происходит на тарелках укрепляющей (верхней) и исчерпывающей (нижней) частей колонны в результате взаимодействия жидкой и паровой фаз, движущихся в колонне противотоком.

 

Движущая сила  -  разность между равновесной и рабочей концентрациями целевого компонента в жидкой или паровой фазе:  и  соответственно.

 

Работа установки.

Исходная смесь Gп (Gxf) нагревается в подогревателе потока питания 2 до температуры кипения ?п0 и подается в колонну 1 на тарелку питания (i=f).

Исходная смесь стекает по тарелкам нижней части колонны в виде жидкостного потока Gx в куб колонны, участвуя в массообменном процессе с паровым потоком Gy.

Из куба колонны выводится кубовый продукт Gкуб. Часть кубового продукта подается в кипятильник 3, где испаряется с образованием парового потока Gy0 , который подается в низ колонны.

Паровой поток  поднимается вверх колонны, контактируя с жидким потоком  и обогащаясь целевым компонентом.

Обогащенный целевым компонентом паровой поток Gyn выводится из верха колонны и подается в дефлегматор 4, где конденсируется.

Конденсат собирается во флегмовой емкости 5. Из сборника флегмы отбирается два потока:

• поток дистиллята Gд -  целевой продукт;
• поток флегмы Gфл  -  жидкая фаза, используемая для орошения верха колонны.

Показатель эффективности процесса  сд  -  концентрация дистиллята.

Цель управления процессом  -  обеспечение  сд.=сдзд.




Содержание раздела

---

---