Нами был проведен сравнительный анализ традиционных схем разделения четырехкомпонентной азеотропосодержащей смеси методом экстрактивной ректификации. Эти схемы различаются по структуре: в одной из них экстрактивный агент подается в первую колонну, что позволяет выделить компонент азеотропной пары на первом этапе, в другой – первоначально происходит фракционирование смеси на зеотропную и азеотропную составляющую, а затем их разделение.
Каждая из предложенных технологических схем была подвергнута параметрической оптимизации с целью снижения энергозатрат на разделение. Результаты оптимизации представлены в табл. 15.
Таблица 15.
Сравнение технологических параметров схем экстрактивной ректификации
Параметры |
Схема с применением ЭА в первой колонне |
Схема с предварительным фракционированием |
Температура подачи ЭА, оС |
100 |
100 |
Оптимальный расход ЭА, моль/ч |
70 |
60 |
NЭА/NF |
4/11 |
5/10 |
Тарелка питания колонны регенерации |
11 |
4 |
Суммарные энергозатраты, ГДж/ч |
24,55 |
10,75 |
Из приведенных данных видно, что оптимальные параметры работы экстрактивной колонны для двух схем весьма близки. Поэтому можно утверждать, что значительная экономия энергозатрат в случае схемы с предварительным фракционированием исходной смеси достигается за счет структурных особенностей. Выделение зеотропной составляющей на первом этапе значительно облегчает дальнейшее разделение смеси. Суммарные энергозатраты различаются более чем на 50% (54,25%).
Рассмотрим структуру энергозатрат более подробно (рис 13).
В случае схемы с применением ЭА в первой колонне наибольшее энергопотребление приходится на кипятильник колонны регенерации. Это связано с высоким требованием к чистоте разделяющего агента (99,9%). Для схемы с предварительным фракционированием максимальные энергозатраты наблюдаются в колонне разделения ЭБ и ПБ.
б
Рис.13. Структура энергозатрат (а) - схема с предварительным фракционированием; (б) - схема с применением ЭА в первой колонне
Далее на рис14. представлены профили температуры и скоростей жидкости и пара по высоте колонны при оптимальных технологических параметрах.
На представленных зависимостях отчетливо видны скачки изменения температуры и расходов пара и жидкости, соответствующие разноуровневой подаче ЭА и питания в экстрактивной колонне.
Схема разделения с применением ЭА в первой колонне |
Схема с применением ЭА во второй колонне |
|
|
в |
г |
Рис.14. Температурные профили (а, б) и скорости потоков пара и жидкости (в, г) для различных схем ЭР
Выполнение лабораторных работ по химии в вузах
...
Растворы и растворители
Растворы
и растворители. Участие растворителей в кислотно-основном взаимодействии. Протеолитическая
теория кислот и оснований. Способы выражения концентрации растворов. Буферные
растворы и ...
Обсуждение результатов
Таким
образом, в предыдущих разделах рассмотрен материал, включающий различные методы
получения гетероциклических соединений реакциями замыкания цикла, свойства,
общую информацию, применение и полу ...