|
|
Процессы и аппараты нефтегазо- переработки. процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии куиии д., Левеншпиль о
1 _ е = Г/F - 1 - D/F = {уD - xF)l(yD - xv) (XIV,4)
Уравнения (XIV,3) и (XIV,4) показывают, что потоки ко лонны и соответствующие концентрации НКК в продуктах ко лонны взаимосвязаны и не могут устанавливаться произвольно.
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОЛОННЫ
Работа ректификационной колонны связана с обменом энер гией (теплом) между контактирующими фазами. При этом все подведенное в колонну тепло: с сырьем QF и в нижнюю часть колонны QB должно быть отведено (без учета теплопотерь в ок ружающую среду) из колонны парами ректификата QD, жидким остатком Qw и потоком хладоагента на верху колонны Qd. Тепловой баланс колонны запишется следующим образом:
Qf + Qb =Qd + Qu7 + Qd (XIV, S)
Отдельные слагаемые теплового баланса определяются следую-
щими формулами:
|
|
QF=FO-e)i*+fei"F
|
(XIV,6)
|
QB =0 — if^) = (я/исп
|
(XIV,7)
|
Qd =eO"D —) =ет„сп
|
(XIV,8)
|
|
(XIV, 9)
|
Qr
|
(XIV,10)
|
Преобразуем эти уравнения для приведения их к виду урав нений материального баланса. Для этого вместо W подставим равную ей величину F — Пи объединим члены уравнений, отно сящихся к потокам тепла для верха и низа колонны. Получим
|
QF=(UtD+Qd) + (^rw-QB)
|
|
или
|
|
D+ D ) + U7(iV W
|
(XIV, 11)
|
Обозначим приведенные энтальпии потоков остатка соответственно
|
ректификата и
|
гО = ‘"о + Qdl°
|
(XIV,12)
|
‘Ю' = Qb№
|
(XIV,13)
|
Тогда уравнение теплового баланса колонны будет иметь вид
|
QF=Di*D + Wi*w
|
(XIV,14)
|
Подставив
|
W = F — D и QF = FiP,
|
|
где
|
|
h =0 е)1ГР + е%
|
(XIV,15)
|
получим
|
И
|
e.—D/F—(ip — iw')HiD iw)
|
(XIV,16)
|
l-t=WjF = 1 - D/f = (ib - - *V)
|
(XIV,17)
|
т. е. получим уравнения, аналогичные ранее приведенным урав нениям материального баланса, которые включают материальные потоки и энтальпии.
При заданных составах и отборах ректификата и остатка величины Qd и Qw будут постоянными. Перепишем уравнение теплового баланса в следующем виде:
Qf -Ь (Qb — Qd) = Qd + Dw = const (XIV, 18)
При неизменных температуре и составе сырья QF = const
Qb — Qd = const (XIV, 19)
257
9 Молоканов 10. К.
Отсюда следует, что QB и Qd изменяются только в одном направ лении, при этом их разность остается величиной постоянной. Из уравнения (XIV,18) также следует, что при прочих постоян ных тепловых потоках, изменение количества тепла, вносимого сырьем, требует соответствующего изменения количества тепла вводимого в нижнюю^часть колонны QB: при увеличении QF необходимо уменьшить QB, и наоборот.
Таким образом, тепловые потоки колонны должны быть увя заны с материальными потоками и качеством получаемых продук тов.
УРАВНЕНИЕ РАБОЧЕЙ ЛИНИИ
Уравнение рабочей линии верхней части колонны. Чтобы выя вить связь между потоками и концентрациями в любом сечении колонны, необходимо мысленно разрезать колонну в произволь ном сечении /—1 (см. рис. XIV-1), отделить одну часть колонны (например, ниже сечения 1—1), заменить отделенную часть соот ветствующими потоками массы и тепла и составить материальные и, если необходимо, тепловой балансы для рассматриваемой части колонны.
Уравнения материальных балансов для части колонны выше сечения /—1 запишутся следующим образом:
|
|
|
Скачать 2.36 Mb.