166498 (685458), страница 7

Файл №685458 166498 (Разделение смеси бензол – циклогексан – этилбензол – н-пропилбензол экстрактивной ректификацией) 7 страница166498 (685458) страница 72016-07-31СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Далее рассмотрим изменение энергозатрат в колонне регенерации от положения тарелки питания при различных температурах подачи экстрактивного агента. Результаты представим в табл. 9.

Таблица 9. Зависимость энергозатрат в колонне регенерации от положения тарелки питания

Температура, оС

Оптимальная тарелка питания

Энергозатраты, ГДж/час

100

11

22,550

90

11

22,208

80

11

22,871

70

11

22,942

60

11

23,020

Как видно из табл. 9, с изменением температуры экстрактивного агента положение оптимальной тарелки питания в колонне регенерации не меняется.

Таким образом, мы провели параметрическую оптимизацию схемы экстрактивной ректификации. В итоге нами был получен набор оптимальных параметров работы технологической схемы, при котором энергопотребление минимально:

  • температура подачи ЭА 100 оС;

  • оптимальный расход ЭА 70 моль/ч (F:ЭА = 1:0,7);

  • NЭА/NF = 4/11;

  • тарелка питания колонны регенерации - 11;


Определение оптимальных рабочих параметров экстрактивной ректификации по схеме с использованием разделяющего агента во второй колонне

Рассмотрим технологическую схему разделения четырехкомпонентной азеотропной смеси с использованием тяжелолетучего экстрактивного агента, представленную на рис. 10.

Рис. 10. Принципиальная схема разделения четырехкомпонентной азеотропной смеси

Исходная смесь, содержащая циклогексан, бензол, этилбензол, н-пропилбензол, поступает на разделение в колонну 1, где происходит отделение зеотропной и азеотропной составляющих друг от друга. Верхним продуктом колонны 1 является фракция азеотропообразующих компонентов – циклогексан-бензол, а кубовым продуктом – смесь этилбензола и н-пропилбензола, которая далее разделяется в простой двухсекционной колонне 4. Разделение смеси циклогексан – бензол происходит с применением традиционного комплекса экстрактивной ректификации с тяжелолетучим разделяющим агентом (анилин). Азеотропную смесь подают в середину колонны 2, а экстрактивный агент – в верхнюю её часть. Таким образом, происходит выделение циклогексана в качестве дистиллата колонны 2. Оставшуюся смесь бензола и анилина разделяют в колонне регенерации 3, бензол отбирают с верха колонны, а экстрактивный агент – с низа и направляют на рецикл в колонну 2.

Рассматриваемая технологическая схема относится ко второй группе схем экстрактивной ректификации, в которой первоначально происходит фракционирование смеси, а разделяющий агент применяется во второй колонне.

Снижение энергозатрат на разделение рассмотренной технологической схемы можно добиться нахождением оптимальных параметров работы её экстрактивного комплекса (при фиксированных количестве, составе и температуре исходной смеси и заданном качестве продуктовых потоков необходимо определить оптимальные температуру, расход ЭА, а также уровни ввода исходной смеси и разделяющего агента).

Все расчеты проводили на 100 кг/ч четырехкомпонентной смеси эквимолярного состава. Качество продуктовых фракций задавали равным 99% мольн. целевого компонента, экстрактивного агента – 99,9%. Разделяемую смесь подавали в колонну при температуре кипения.

На первом этапе мы исследовали влияние на энергозатраты температуры подачи в колонну ЭР при фиксированном соотношении исходная смесь : ЭА = 1 : 2.

Мы рассчитали энергозатраты при температурах подачи ЭА в колонну 60, 70, 80, 90 и 100 С. При этом для каждой температуры определили положение тарелок питания, при котором энергопотребление в кубе минимально. Результаты расчета приведены в табл.10 и рис. 11.

Таблица 10.

Изменение энергозатрат в зависимости от температуры подачи экстрактивного агента. F: ЭА = 1:2

Температура подачи ЭА, 0С

NЭА/NF

Флегмовое число колонны 2

Энергозатраты, ГДж/час

колонны 2

суммарные

100

4/11

1.01

2.13

11.17

90

4/11

0.58

2.17

11.21

80

5/11

0.33

2.33

11.36

70

4/12

0.25

2.59

11.63

60

4/11

0.18

2.83

11.86

Рис. 11.Изменение энергозатрат в зависимости от температуры подачи ЭА

Видно, что оптимальное положение тарелок подачи исходной смеси и ЭА практически не изменяется с изменением температуры последнего. Флегмовое число с увеличением ТЭА растет. Это связано с тем, что при более высокой температуре возрастает концентрация ЭА в укрепляющей секции колонны и для получения циклогексана заданного качества требуется возвращать в колонну больший поток флегмы. В данном случае суммарные энергозатраты и энергозатраты в кубе колонны 2 растут с уменьшением температуры, что видно из рисунка 11.

Далее мы рассмотрели зависимость энергозатрат на разделение в зависимости от температуры подачи ЭА и расхода ЭА. В табл. 11 и рис 12 представлена зависимость энергозатрат для фиксированной температуры и уровней подачи ЭА и питания.

Таблица 11.

Зависимость энергозатрат от расхода ЭА при температуре его подачи 100ºС. Уровни подачи NЭА/NF = 4/11

Расход ЭА, моль/час

Флегма колонны 2

Энергозатраты, ГДж/ч

Колонны 2

Суммарные

50

1,49

1,92

10,41

60

1,48

1,87

10,37

70

1,31

1,80

10,32

80

1,23

1,75

10,32

90

1,18

1,75

10,35

100

1,15

1,76

10,40

Рис.12. Зависимость энергозатрат на разделение в зависимости от температуры подачи ЭА

Видно, что существует оптимальное количество подаваемого разделяющего агента. Для температуры 100 С оно составляет 80 моль/час. Появление минимума на зависимости энергозатрат подробно обсуждалось в предыдущем случае. Далее рассмотрим изменение энергопотребления от расхода ЭА при различных температурах. Результаты представим в табл. 12.

Таблица 12.

Зависимость энергозатрат на разделение от ТЭА и расхода ЭА, NЭА/NF=4/11

Температура подачи ЭА,

оС

Опт расход ЭА, моль/час

Флегмовое число колонны 2

Энергозатраты, ГДж/час

колонны 2

суммарные

100

80

1.23

1.75

10.32

90

80

1.04

1.75

10.32

80

80

0.86

1.75

10.32

70

70

0.84

1.73

10.27

60

60

0.66

1.67

10.17

Видно, что при различных ТЭА значение оптимального расхода РА практически не изменяется. При уменьшении температуры от 100 до 60 0С флегмовое число уменьшается, достигая минимального значения при 100 0С. Оптимальный расход ЭА равен 60 моль/час.

Рассмотрим зависимость расхода ЭА и энергозатрат от уровней подачи ЭА и смеси.

Таблица 13. Зависимость величины минимального и оптимального расхода ЭА от его температуры и положения тарелок питания

NЭА/NF

Расход ЭА, моль/час

Энергозатраты в кубе, ГДж/ч

Оптимальный

Минимальный

при опт. расходе

при мин. расходе

Т= 100 0С

4/10

60

50

10.163

10.169

4/11

80

50

10.318

10.411

4/12

90

50

10.677

11.299

5/10

60

50

10.158

10.159

5/11

80

50

10.315

10.378

5/12

100

50

10.666

11.193

Т=900С

4/10

60

50

10.164

10.170

4/11

80

50

10.319

10.412

4/12

100

50

10.669

11.299

5/10

50

50

10.159

10.159

5/11

80

60

10.315

10.378

5/12

100

60

10.667

11.192

Т= 800С

4/10

60

50

10.164

10.173

4/11

80

50

10.319

10.422

4/12

100

50

10.670

11.300

5/10

60

50

10.160

10.161

5/11

80

50

10.319

10.422

5/12

100

50

10.667

11.193

Т=700С

4/10

60

50

10.164

10.174

4/11

80

50

10.319

10.423

4/12

100

50

10.670

11.343

5/10

60

50

10.162

10.161

5/11

80

50

10.317

10.389

5/12

100

60

10.667

11.193

Т=600С

4/10

60

50

10.165

10.177

4/11

80

50

10.321

10.423

4/12

100

50

11.300

13.487

5/10

60

50

10.162

10.164

5/11

80

50

10.317

10.389

5/12

100

50

10.668

11.193

При снижении температуры расположение тарелок подачи не изменяется (5/10), оптимальный расход равен 60 моль/час. Минимальные суммарные энергозатраты достигаются при температуре 100 0С.

Характеристики

Список файлов ВКР

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6366
Авторов
на СтудИзбе
310
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее