Диссертация (1090575), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

При равенстве составов двухпроб отбирали пробы жидкости по всей высоте насадочной части в конденсатореи кубе колонны, фиксировали температурный профиль, после чего замерялирасход флегмы. В случае проведения опыта в безотборном режиме, опыт на этомзавершали.В случае проведения опыта с перетоком дистиллята в куб после всехвышеописанных действий при помощи крана 34 (см. рисунок 2.9) устанавливалитребуемый отбор дистиллята, который перепускали полностью в куб, и далеевыводили колонну в стационарный режим, фиксировали температурные профилии отбирали пробы жидкости в полном соответствии с методикой проведенияопыта в безотборном режиме, описанной выше.

После отбора проб замерялирасходы флегмы и дистиллята.По завершении опыта установку охлаждали, измеряли количество и составкубовой жидкости и проверяли сходимость материального баланса. Если баланссходился с невязкой, не превышающей 10%, полученные данные принималисьдля дальнейшей обработки.2.6.5. Результаты экспериментов по простой ректификацииРезультаты опытов по простой ректификации, приведенные в таблице 2.23[150], обрабатывали в терминах общей высоты единицы переноса, рассчитаннойпо концентрациям компонентов в газовой фазе h0 y , которую определяли извыраженийh0 y HN0 yN0 y ,(2.3)y1 (7)dy1,y *  y1y1 (3) 1(2.4)77где H – высота насадочного слоя, N0 y – общее число единиц переноса в газовойфазе. В уравнении (2.4) y1 (3) и y1 (7) – содержание бензола в паровой фазе вточках отбора 3 и 7 (см. рисунок 2.7) соответственно.Значения тангенса угла наклона равновесной зависимости определяли повыражению [74]z1 ( 7 )mav L N0 zG N0 ydzL z (3) z1  z1 * y11 ( 7 ),Gdyy1 ( 3)(2.5)y1 *  y1где L и G - расходы жидкости и пара соответственно, z1 (3) и z1 (7) –содержание бензола в жидкой фазе в точках отбора 3 и 7 (см.

рисунок 2.7)соответственно, N 0 z – общее число единиц переноса в жидкой фазе.Таблица 2.23. Результаты экспериментов по ректификации смеси бензол – гептан приатмосферном давлении№оп.12345678910111213141516171819202122G  103 ,моль/с2.702.802.902.903.002.903.002.802.802.702.902.702.702.902.903.303.303.301.511.002.302.00L  103 ,моль/с0.901.542.201.700.902.201.801.101.601.131.501.211.422.902.903.303.303.301.511.002.302.00m avh0 y , м0.960.930.860.870.960.840.900.980.960.920.930.940.920.700.740.760.730.750.710.760.740.750.0920.0550.0410.0460.0900.0420.0530.0830.0590.0700.0590.0660.0600.0390.0410.0420.0400.0410.0350.0340.0390.04178№оп.232425G  103 ,моль/с1.401.100.80L  103 ,моль/с1.401.100.80m avh0 y , м0.730.720.710.0360.0350.0342.6.6.

Методика эксперимента по изучению кинетики экстрактивной ректификации смесибензол – гептан в присутствии N-метилпирролидонаОпыты по изучению кинетики экстрактивной ректификации проводили наустановке, приведенной на рисунке 2.7, в два этапа. На первом этапе в колоннузагружали бинарную смесь бензол – гептан заданного состава, и включали нагревразделяющего агента в теплообменнике. Далее до достижения стационарногосостояния опыт продолжали по методике для простой ректификации бинарнойсмеси бензол – гептан в безотборном режиме описанной выше.После выхода процесса простой ректификации в стационарное состояниефиксировали профиль температуры по высоте колонны, отбирали пробы изамеряли расход флегмы.

Далее начинали подачу нагретого разделяющего агентав колонну с заданным расходом. С подачей разделяющего агента опыт проводилидо полного его исчерпывания в напорном резервуаре, фиксируя температурныйпрофиль колонны каждые 10 минут. За 5 минут до окончания опыта отбиралипробы жидкости по высоте колонны и замеряли расход флегмы.По завершении опыта установку охлаждали и измеряли количество и составкубовой жидкости. Если материальный баланс сходился с невязкой, непревышающей 10%, полученные данные принимались как достоверные.2.6.7. Результаты экспериментов по экстрактивной ректификацииРезультаты опытов по экстрактивной ректификации, приведенные в таблице2.24 [150], также как и результаты опытов по простой ректификацииобрабатывали в терминах общей высоты единицы переноса, рассчитанной поотносительным концентрациям компонентов в паровой фазе h0EDy .

Относительныеконцентрации веществ без учета практически нелетучего разделяющего агентаопределяли из выраженийZ1 zz1, Z2  2 ,z1  z 2z1  z2(2.6)79Y1 y1y, Y2  2 .y1  y 2y1  y2(2.7)Таблица 2.24. Результаты экспериментов по экстрактивной ректификации смеси бензол –гептан в присутствии NМП№ Оп.G  103 ,моль/сL  S   10 3 ,1234567891.631.321.031.241.492.001.951.902.84моль/сS  103 ,моль/сmavEDh0EDy , м4.293.232.102.082.331.972.792.603.642.661.911.070.840.840.700.840.700.800.750.830.91.151.151.31.10.960.850.0290.0280.0280.0650.0830.1060.080.0540.057Концентрационные профили бензола по высоте колонны, а также данныеопытов необходимые для моделирования приведены в таблице 2.25.Таблица 2.25.

Концентрационные профили бензола по высоте колонного аппарата впроцессе нестационарной экстрактивной ректификацииКонцентрация бензола по высоте,№ ОпH nt 0 , Z1(2) t 0 ,мол.д.**(см. таблицуt, с(2)(3)мольмол.д.**Z1Z1Z1(4)Z1(5)Z1(6)Z1(7)2.24)22.240.1981200 0.195 0.174 0.092 0.061 0.035 0.14732.30.5123120 0.566 0.410 0.321 0.249 0.168 0.4216*2.230.1231680 0.152 0.084 0.096 0.116 0.114 0.14072.40.2481500 0.265 0.220 0.300 0.385 0.418 0.60682.50.1231740 0.097 0.108 0.230 0.375 0.463 0.69592.40.2351500 0.193 0.204 0.340 0.484 0.575 0.718* в опыте 6 отбирали дистиллят, который полностью перепускали в куб колонны.** в скобках указана точка отбора пробы (см.

рисунок 2.7)2.6.8. Методика проведения и результаты опытов по периодической ректификации смесибензол – гептан в присутствии разделяющего агента с отбором дистиллята в режимепостоянного флегмового числаОпыты по простой ректификации смеси бензол – гептан, а такжеэкстрактивной ректификации этой же смеси в присутствии N-метилпирролидона сотбором дистиллята проводили на ректификационной установке периодическогодействия, представленной на рисунке 2.10.80В опыте по простой ректификации в куб загружали 350 мл смеси бензол –гептан состава z1  0.51 мол.

д. и выводили колонну в стационарное состояние прибесконечном орошении в течение часа. По достижении стационарного состоянияотбирали пробы жидкости из куба и конденсатора, а также измеряли расходфлегмы. Отбор дистиллята осуществляли с постоянным расходом 4 мл/мин втечение 50 минут, анализируя состав дистиллята через каждые 5 минут.Результаты опыта сведены в таблицу 2.26.Таблица 2.26. Результаты опыта по простой ректификации смеси бензол – гептан сотбором дистиллята.t 103 ,секСоставдистиллятаz 1 , мол.

д.3.604.144.444.745.045.345.645.946.246.547.14Расходы потоков  10 3 , моль/сGLD0.8400.8100.8040.7920.7750.7540.7140.7080.6490.5853.33.33.33.33.33.33.33.33.33.33.32.742.742.742.742.742.742.742.742.740.00.560.560.560.560.560.560.560.560.560.3533.32.740.56В опыте по экстрактивной ректификации в куб колонны загружали 345 млсмеси бензол – гептан состава z1  0.51 мол. д. В резервуар разделяющего агентазагружали 469 мл N-метилпирролидона. Далее включали обогрев куба,компенсирующего кожуха и теплообменного устройства нагрева разделяющегоагента.

По достижении стационарного состояния ( t  3600 сек) отбирали пробыжидкости из куба и конденсатора и замеряли расход стекающей флегмы, послечего начинали подачу N-метилпирролидона в колонну с расходом 9 мл/мин.Сначала колонна в течение 20 минут работала в безотборном режиме с цельюформирования нового профиля концентраций. В момент времени t  4800 секотбирали пробы жидкости в кубе и конденсаторе и замеряли поток флегмы в81колонне, после чего начинали отбор дистиллята с расходом 2.5 мл/мин и работалив этом режиме в течение 22 минут с периодическим отбором проб дистиллята изамером расходов. По истечении 22 минут ( t  6120 сек) расход дистиллята былувеличен до 5 мл/мин. В таком режиме колонна работала в течение 28 минут спериодическим отбором проб дистиллята и замером расходов потоков. Опыт былзавершен по окончании РА в резервуаре ( t  7800 сек).

Исходные данные, а такжерезультаты опыта приведены в таблице 2.27Таблица 2.27. Результаты опыта по экстрактивной ректификации смеси бензол – гептан вприсутствии N-метилпирролидона с отбором дистиллята.t 103 ,сек03.604.204.805.285.886.126.967.567.80Состав дистиллята,мол. д.z1z20.8200.5800.5030.4540.4000.3530.347-0.1800.4200.4970.5460.6000.6470.653-Расходы потоков  10 3 , моль/сG3.33.33.33.32.32.32.32.32.32.3L3.33.33.33.02.02.01.61.61.61.6S0.01.561.561.561.561.561.561.561.561.56D0.00.00.00.30.30.30.70.70.70.7823. Математическое моделирование3.1.

Математическое моделирование фазового равновесия жидкость –жидкость – парДля вычислительных исследований процесса экстрактивной ректификациибыло составлено математическое описание фазового равновесия трехфазнойсистемы жидкость – жидкость – пар, состоящей из компонентов модельной смеси,которое основывалось на нулевом законе термодинамики.Задача по описанию фазового равновесия сводилась к следующему: имея вкачестве исходных данных брутто-состав жидкой смеси и общее давление всистеме, определить составы каждой из трех фаз и температуру кипения смеси.Полученноематематическоеописаниебылореализовановвидепрограммного кода на языке Visual Basic и использовалось как в видесамостоятельной программы, так и в виде модуля более сложной программы прирасчете процесса экстрактивной ректификации [149].3.1.1.

Характеристики

Список файлов диссертации