В качестве критерия при подборе оптимальных рабочих параметров колонн мы использовали минимум суммарных энергетических затрат в кипятильниках колонн:
где: N - число колонн в технологической схеме.
Энергетические затраты в кубе каждой колонны рассчитываются исходя из общего теплового баланса.
Для колонны экстрактивной ректификации уравнение теплового баланса имеет вид:
(5.2)
где:
- количество тепла, поступающее с потоком исходной смеси;
- количество тепла, поступающее в колонну с потоком экстрактивного агента;
- количество тепла, отводимое из колонны с потоком дистиллята;
- количество тепла, отводимое из колонны с кубовым потоком;
- количество тепла, отводимое при конденсации потоков дистиллята и флегмы;
Откуда затраты тепла в кипятильнике:
(5.3)
или
(5.4)
При заданном количестве и составе питания, а также заданном качестве продукта, поток дистиллята определяется из общего материального баланса колонны и является фиксированной величиной. Следовательно, теплосодержание верхнего продукта QD есть величина практически постоянная. Величина кубового потока также определяется из материального баланса и зависит от соотношения исходная смесь : ЭА. Следовательно, теплосодержание нижнего продукта QW зависит от расхода разделяющего агента.
При проведении расчетов мы полагали, что исходная смесь поступает в колонну при температуре кипения.
Таким образом, величина энергетических затрат в кубе экстрактивной колонны в данном случае зависит в основном от флегмового числа, температуры и расхода подаваемого в колонну экстрактивного агента.
Как известно, флегмовое число в колонне заданной эффективности определяется, с одной стороны, природой разделяемой смеси, а с другой, положением тарелки питания, поскольку в зависимости от точки подачи исходной смеси в колонне формируется определенный профиль концентраций компонентов (траектория ректификации).
В колонне экстрактивной ректификации на формирование профиля оказывает существенное влияние и уровень ввода экстрактивного агента.
Температура подачи в колонну экстрактивного агента оказывает неоднозначное влияние на величину энергозатрат. С одной стороны, как видно из уравнения (4.3), чем выше температура экстрактивного агента, тем меньше на первый взгляд Qкип. Однако, поскольку экстрактивный агент подают в верхнее сечение колонны при этом увеличивается его концентрация на верхних тарелках, и для получения дистиллята заданного качества потребуются более высокие значения флегмового числа, что, в свою очередь, приводит к росту Qкип.
Для колонны регенерации ацетонитрила уравнение теплового баланса имеет вид:
(5.5)
(обозначения те же, что и в формуле 5.2)
Количество питания, потоки дистиллята и куба в этой колонне при фиксированном соотношении исходная смесь : экстрактивный агент и заданном качестве продуктовых потоков определяются из общего материального баланса схемы, и являются постоянными величинами. Поэтому в данном случае Qкип зависит в основном от флегмового числа, которое, в свою очередь, определяется положением тарелки подачи в колонну исходной смеси.
Таким образом, существует определенный набор рабочих параметров, при котором энергозатраты на разделение минимальны.
· Для колонны экстрактивной ректификации такими параметрами являются: взаиморасположение тарелок подачи в колонну исходной смеси и экстрактивного агента, температура и расход экстрактивного агента, флегмовое число.
· Для колонны регенерации экстрактивного агента: уровень ввода исходной смеси и флегмовое число.
Простые эфиры целлюлозы
Простые эфиры целлюлозы
С6Н7О2(ОR)n(ОН)3-n
(где n≈2) представляют собой в основном продукты О-алкилирования
целлюлозы. Простые эфиры целлюлозы в настоящее время приобрели большое
пра ...
Процесс катализа
...
Аннотация
Методические
указания для подготовки и выполнения лабораторных по курсу
"Неорганическая химия" и "Общая химия" применительно ко
специальностям кроме юридических.
Авторы: ...