Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
методичка ОИ, ОК.docx
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
1.1 Mб
Скачать

Технологический расчет многокомпонентной ректификации

В общем случае методы расчета процесса многокомпонентной ректификации в тарельчатых колоннах можно разделить на две группы:

  1. Аналитические методы, позволяющие выполнить достаточно точный расчет многокомпонентных смесей.

  2. Методы, позволяющие выполнить приближенный расчет идеальных и неидеальных многокомпонентных смесей.

Аналитические методы предполагают потарелочный расчет ректификационной колонны (метод «от тарелки к тарелке»), который, в основном, воспроизводит алгоритм расчета бинарной смеси. Поскольку для многокомпонентных смесей нельзя заранее полностью задать составы всех продуктовых потоков колонны, как это делается для бинарной смеси, возникает необходимость использовать итерационные методы. В качестве отправной точки расчетов предварительно задаются полным составом одного из продуктов колонны (дистиллятом или кубовым остатком) и проводят все расчеты, переходя от тарелки к тарелке, пока не будет достигнута требуемая степень разделения. Найденные в результате последовательного применения уравнений баланса и парожидкостного равновесия количества и полные составы обоих продуктов колонны должны удовлетворять материальному балансу по каждому компоненту исходной смеси. Если это условие не выполняется, то корректируют состав одного из продуктов и повторяют расчет. Итерации ведут до тех пор, пока уравнения баланса по каждому компоненту не будут выполняться с некоторой заранее заданной точностью. Для оценки результатов расчета, выбора направления и корректировки составов разработаны многочисленные алгоритмы и критерии, описанные в специальной литературе.

Приближенные методы используются как для проектных расчетов, так и для предварительной оценки составов продуктов разделения, которые являются исходными данными для метода «от тарелки к тарелке». Они обычно основаны на сведении многокомпо­нентной смеси к псевдобинарной. Они применяются в тех случаях, когда желательно сделать предварительную оценку нескольких вариантов процесса, однако, если не требуется особой точности, могут использоваться и для основного расчета.

Для уменьшения трудностей, связанных с расчетами многокомпонентной ректификации, часто вводится понятие «ключевых компонентов».

Последовательность технологического расчета многокомпонентной ректификации зависит от выбранного метода. Однако всегда сначала рас­сматриваются предельные случаи работы колонны: режим полного ороше­ния (для определения минимального числа теоретических тарелок) и режим минимального орошения (для определения минимального флегмового числа). На этом этапе рассчитываются составы и расходы всех потоков в колонне, после чего определяется оптимальное число тарелок и оптимальное орошение.

Затем рассчитывается диаметр колонны и осуществляется выбор типа тарелок. На основании диаметра и типа тарелок принимается межтарельчатое расстояние, выбираются (или рассчитываются) крышка и днище и определяется высота аппарата. Затем рассчитывают диаметры и расположение патрубков, внутренние устройства, соединения частей колонны и изготавливаются чертежи аппарата.