Поднимающийся из куба поток паров (V\ и У2), контактируя со стекающей по колонне
жидкостью {L\ и L2), обогащается легколетучим компонентом, выводится в теплообменник Т-2, конденсируется и из сборника орошения Е-\ выводится
в качестве верхнего продукта (дистиллята) в количестве Fn+\ с концентрацией xn+i, а также возвращается в колонну в виде флегмы.
Дистиллят по составу представляет собой широкую фракцию углеводородов. При выводе уравнений статического режима процесса используются следующие допущения [8,
5, 19].
Рассматриваемая многокомпонентная смесь условно сводится к псевдобинарной. Для этого вводят так называемые обобщенные компоненты и обозначают концентрацию более летучего из них через хл, а концентрацию менее летучего через хм, т. е.
|
Рис. 34. Функциональная схема процесса стабилизации конденсата в ректификационной колонне |
Пусть данная смесь состоит из п легколетучих компонентов с концентрациями Xj и пг труднолетучих компонентов с концентрациями Xk-
143
Тогда
п
|
7=1 т |
*л =
ХмS
В уравнения математической модели будет входить концентрация только легколетучего компонента в жидкой и паровой фазах, поэтому в дальнейшем будем обозначать ее без индекса: х и у.
Исходная смесь поступает в колонну в виде жидкости при температуре кипения.
Жидкость в колонне находится при температуре кипения, а пар насыщенный.
Режим работы колонны адиабатический, причем изменением давления по высоте колонны пренебрегаем.
Массопередача на тарелках эквимолярная.
По всей площади тарелки локальный коэффициент массопе-редачи одинаков.
В паровой фазе в зоне массообмена осуществляется полное вытеснение, в жидкой фазе — полное перемешивание [47, 69].
При принятых допущениях уравнения материального баланса для части колонны, расположенной ниже тарелки питания f, имеют вид
|
|
(64)
Для верхней части колонны:
Xt =
(УхУь-\ +
(65)
В уравнениях (64), (65) приняты обозначения: Fp — расход жидкости питания, поступающей в колонну, кмоль/ч; Fo — расход кубового остатка, кмоль/ч; Fn+\ — расход дистиллята, кмоль/ч; L2i, L\i — расходы жидкости, стекающей с тарелки в исчерпывающей и укрепляющей частях колонны соответственно, кмоль/ч; V2, Vi — расход пара, уходящего с тарелки в исчер144
пывающей и укрепляющей частях колонны соответственно, кмоль/ч; £/f_i — унос жидкости с (i—1)-й тарелки, кмоль/ч; хи t/i — концентрация легколетучего компонента в жидкой и паровой фазах соответственно на i-и тарелке; i — номер тарелки; /—номер тарелки питания; п — число тарелок колонны.
Концентрация легколетучего компонента в паровой фазе определяется по уравнениям
, f-U;
,n]. (66)
Для питающей тарелки:
) <=/, (67)
где
___________________ ^
_ (а
— 1) (хр ~др) + ос— У [(а— 1) (*p-gp)+a]2-4
(g-1) (1— qp)ap
Р 2(а1)(1
(68)
В уравнениях (66) — (68) приняты обозначения: Kvi—коэффициент массопередачи по паровой фазе, отнесенный ко всей эффективной площади тарелки, кмоль/ч; а — коэффициент относительной летучести; qv—доля жидкости в исходной смеси;
Уь ~ У*{Хг) —■ молярная концентрация легколетучего компонента в паре, моль/м3; Vf — расход пара,, уходящего с питающей тарелки, кмоль/ч; хр, г/р — молярная концентрация легколетучего компонента соответственно в жидкой и паровой фазах питающей смеси, моль/м3.
Коэффициент массопередачи, рассчитанный по паровой фазе, можно представить как простую функцию частных коэффициентов массоотдачи для паровой fivi и жидкой |Зег- фаз:
к s
где 5 — эффективная площадь тарелки, м2; $Vi> Рег — коэффициенты массоотдачи соответственно в жидкой и паровой фазе, рассчитанные на единицу эффективной мощности i-й тарелки,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
