|
|
Входные переменные процесса: L—рсаход смеси на входе в колонну, моль/ч; xL—-состав смеси на входе в колонну, моль/м3. Выходные переменные процесса: W — расход кубового остатка — раствора регенерированного 80%-ного ДЭГа, мол./ч; xw — состав кубового остатка, моль/м3; D — расход дистиллята — смеси воды с широкой фракцией углеводородов, моль/м3: xD — состав дистиллята, моль/м.
|
Рис. 36. Функциональная схема процесса регенерации ДЭГа |
При составлении математической модели процесса регенерации ДЭГа применяются следующие допущения [47].
Гидродинамика потоков определяется законом идеального вытеснения.
Объемные коэффициенты массопередачи и линейные скорости жидкой и паровой фаз изменяются по высоте каждой секции колонны.
Смесь, поступающая на вход колонны, рассматривается как шсевдобинарная (ДЭГ — вода).
Кривые равновесия концентраций аппроксимируются соответственно для верхней и нижней частей колонны квадратичными уравнениями вида
у* ~ах — Ьхг + d; у* =ах — Ьх2,
(72)
где х, у — концентрация легколетучего компонента соответственно в жидкой и паровой фазах, моль/м3; у* — равновесная концентрация легколетучего компонента в жидкой фазе, моль/м3; a, b, d — коэффициенты.
Математическое описание процесса регенерации в насадоч-яой колонне имеет вид для укрепляющей части колонны:
dy_ dt
-<(/-</) =0;
dx
(73)
150
для исчерпывающей (отпарной) части колонны:
(74)
dx ry , *\ л
— Kv(y-y) = 0.
— ^2^/------------------------------------------------------------------ ^y\u—у ) ~ w' i
В системах уравнений (73)—(74) обозначено: uG, uL\, uL2 — линейные скорости паровой и жидкой фаз; KY, K'y — объемные коэффициенты массопередачи для укрепляющей и исчерпывающей частей колонны соответственно; у, х—- концентрации легколетучего компонента в паровой и жидкой фазах, моль/м3; у* — равновесная концентрация легколетучего компонента в жидкой фазе, моль/м3; /—длина (высота) зоны контакта, м.
Практическое использование математической модели процесса регенерации связано с необходимостью предварительного •определения основных параметров модели коэффициентов массопередачи на основании расчетных формул и статистических данных о процессе.
Складывая и интегрируя систему уравнений (73), приведем ее к виду, удобному для решения задачи
— Ul^x = Cj_. (7 о)
Аналогично для системы (74) будем иметь
uL2x = C2. (76)
Здесь Ci и С2 — постоянные интегрирования, определяемые по уравнению рабочей линии.
Уравнения рабочих линий для укрепляющей и исчерпывающей частей ректификационной колонны соответственно имеют вид
I,
. D
у =----------------------- х ^--------------------------- Xd\
)
U W " '
у — -------- 5---- х------------------------------- х
(L2 - W) (I, - W)
В уравнениях индекс 1 относится к верхней части колонны, индекс 2 — к нижней.
Из уравнений (75) — (77) можно определить для верхней части колонны:
= LLD; uLl = Lii Cx = DxD\
для нижней части колонны:
Кривые равновесия аппроксимируются параболами для верхней и нижней частей колонны соответственно по уравнениям {72).
151
Численные значения коэффициентов параболы a, b, d определяются по методу наименьших квадратов. Для этого предварительно экспериментальным путем определяется ряд значений х и соответствующих им значений у*.
Решение системы (73) с учетом формул (72) имеет следующий вид
 |
|||
 |
|
или упрощенно
2М2 у \2М2 J M2
Решение (77) удовлетворяется краевым условием по составу смеси, т. е. 1=0.
Решение системы (74) аналогично решению у(1)=Уо (77). Коэффициенты массопередачи в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны можно рассчитать по формуле (77)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
