Distillash jarayoni haqida umumiy ma'lumot

Shakl 1.1 Uzluksiz distillash ustuni

1.2-rasmda ushbu kitob davomida foydalaniladigan nomenklatura konvensiyalari jamlangan. Ushbu nuqtada biz ikkilik (ikki komponentli) aralashmani ajratib turadigan oddiy bitta oziqlantiruvchi, ikkita mahsulot ustunini ko'rib chiqamiz.

Sarf tezligi daqiqada F mol. Ozuqa tarkibi ko'proq uchuvchi komponentning zF mol ulushidir. Ustun tagliklari taglikdan yuqoriga qarab raqamlangan, N_F tepsisida oziqlantirish kiritilgan. Ustundagi tarelka umumiy soni N_T.
Ustunning yuqori va pastki qismidan olib tashlangan mahsulotlar oqim bilan mos ravishda “distillat” yoki “yuqori mahsulot” va “pastki” yoki “pastki mahsulot” deb ataladi. stavkalari D va B mol/min va kompozitsiyalar x_D va X_B, mol fraktsiyasi yorug'lik komponenti.

1.2 Odatda distillash ustuni uchun nomenklatura va konventsiyalar.

Issiqlik "qayta qozon" dagi jarayonga o'tkaziladi (n7, quvur va qobiqli issiqlik almashtirgich) ustun tagidagi suyuqlikning bir qismini bug'lash uchun. Issiqlik uzatish tezligi q_R energiya birliklari/vaqt (masalan, Btu/soat, pcu/soat, joul/minut, va hokazo).

Ustunning yuqori qismidan keladigan bug 'kondenser deb ataladigan boshqa quvur va qobiqli issiqlik almashtirgichda suyultiriladi. Issiqlik kondensatordan g., pcu/soat tezlikda uzatiladi.
Kondenserdan suyuqlik qaytaruvchi tamburga tushadi. Distillat mahsuloti bu barabandan chiqariladi. Bundan tashqari, "refluks" (Lo, mols / min) deb ataladigan ba'zi suyuqlik ustunning yuqori patnisiga qaytariladi. Ushbu suyuqlik oqimi va ustun tagidagi bug'ning qaynashi kimyoviy tarkibiy qismlarni ajratish yoki "fraksiyalash" ga erishish uchun zarurdir. energiya. ajratishni amalga oshirish uchun zarur bo'lgan taxminan qayta qozonga qo'shilgan issiqlikdir.
Orqaga turib, distillash ustuniga o'ziga tegishli reboiler, kondensator va reflyuks barabaniga "qora quti" jarayoni sifatida qarash mumkin. Oziqlantirish, issiqlik va qayta oqim bu qutiga kiritiladi (1.3-rasmga qarang). Qutidan chiqishlar x_D va x_B kompozitsiyalari bo'lgan ikkita mahsulot oqimi D va B bo'ladi Distillash ustuni bilan bog'liq odatiy holat shundan iboratki, oqim tezligi va oqim tarkibi bo'lishi kerak.buzilishlar sifatida qaraladi. Istalgan nazorat maqsadlariga erishish uchun issiqlik kiritish q_R va tashqi reflyuks L_O sozlanishi mumkin. Bular manipulyatsiya qilingan o'zgaruvchilar deb ataladi. Distillat va pastki mahsulot stavkalari ham manipulyatsiya qilinishi mumkin, shuning uchun sozlanishi mumkin bo'lgan to'rtta o'zgaruvchi mavjud: L_O, q_R , D va B. Biroq ular mustaqil emas. Agar, masalan, D boshqarilsa, u holda B qaram bo'ladi.

Sanoat distillash ustunlarining katta qismi ustundan har 1-3 fut balandlikda joylashgan tovoqlar yoki plitalar (ba'zan neft sanoatida ccdecks deb ataladi) bilan jihozlangan. Bu tovoqlar yorug'lik komponentlarini kolonkadan yuqoriga oqayotgan bug'ga va og'ir komponentlarni ustundan pastga oqayotgan suyuqlikka massa o'tkazishga yordam beradi. Bug '-suyuqlik bilan aloqa qilish turli xil qurilmalar yordamida amalga oshiriladi. So'nggi yillarda eng ko'p ishlatiladigan tarelkalar oddiyligi va arzonligi tufayli elak tovoqlar va valfli tovoqlar bo'ldi. Elek tovoqlari ko'p sonli kichik teshiklari bo'lgan oddiy tekis plitalardir. Bug 'teshiklardan oqib o'tib, suyuqlikning tushishiga yo'l qo'ymaydi. Suyuqlik har bir patnis bo'ylab oqib o'tadi, to'siqdan o'tadi va "pastga tushadigan" ga tushadi, bu esa pastga tushadigan taglikdagi teshik orqali quyida joylashgan laganda uchun suyuqlik beradi. 1.3-rasmga qarang. Valf tovoqlari patnisdagi teshikka mos keladigan va yuqoriga va pastga siljiy oladigan qopqoq bilan qurilgan, bug 'oqimi o'zgarishi bilan ko'proq yoki kamroq samarali teshik joylarini ta'minlaydi. Bug'ning ustun bo'ylab yuqoriga va suyuqlik oqimining har bir laganda bo'ylab va pastga tushishining bu juda murakkab jarayoni laganda "gidravlika" deb ataladi. stavkalari. Agar suyuqlik ustundan oqib chiqmasa yoki bug'-suyuqlik aloqasi yomon bo'lsa, ustunning ajratish qobiliyati keskin pasayadi.
Bir patnisdan bug 'ustidagi patnis orqali yuqoriga oqadi, chunki yuqori patnisdagi bosim pastroq. Shunday qilib, ustunning yuqori qismidan uning poydevorigacha bo'lgan bosimning ortishi mavjud. Suyuqlik bu musbat bosim gradientiga qarshi oqishi kerak. Buni qilishga qodir, chunki suyuq faza bug 'fazasidan ko'ra zichroqdir. Suyuqlik darajasi pastga tushadigan idishda suyuqlik oqayotgan patnis va u kelayotgan tarelka o'rtasidagi statik bosimdagi farqni bartaraf etish uchun etarli balandlikka ko'tariladi.

1.4. Oddiy elak patnisining sxemasi.

Bu bosim farqi patnis orqali bug' bosimining pasayishiga (bug' tezligi, teshiklarning soni va hajmi, bug'ning zichligi va boshqalar bilan o'zgaradi) va patnisdagi suyuqlikning o'rtacha balandligiga (suyuqlik oqimi tezligiga, chiqish to'sig'iga qarab o'zgaradi) bog'liq. balandligi va boshqalar). Tovoqlar "toshqin"* pastga tushadigan suyuqlik balandligi tovoqlar orasidagi balandlikka teng yoki oshib ketganda sodir bo'ladi (laganlar oralig'i). Bu odatda haddan tashqari qaynash (bug 'tezligi) bilan bog'liq, lekin ba'zida haddan tashqari oqimdan kelib chiqishi mumkin. Tekshirish tizimi ustunni suv bosishidan saqlashi kerak. Shuning uchun maksimal bug 'va suyuqlik tezligi mavjud. O'lchovning boshqa tomonida, agar bug 'stavkalari juda kamaytirilsa, laganda teshiklari orqali bug' bosimining tushishi suyuqlikni yig'lash yoki teshiklardan pastga tushirish uchun juda kichik bo'ladi. Agar bu sodir bo'lsa, bug'-suyuqlik aloqasi yomonlashadi va fraksiyalanish azoblanadi. Xuddi shu narsa suyuqlik darajasi juda past bo'lsa (ular ko'pincha vakuum ustunlarida bo'lgani uchun) sodir bo'ladi va bug 'suyuqlik bilan yaxshi aloqa qilish uchun patnisda etarli suyuqlikni ushlab turish qiyin bo'ladi.

Ushbu gidravlik cheklovlar issiqlik kiritish va oqim oqimida maksimal va minimal oqim cheklovchilari yordamida boshqaruv tizimini loyihalashda hal qilinishi mumkin. Suv toshqini oldini olish uchun ustun bosimining pasayishini o'lchash ham ishlatilishi mumkin.