Таким образом, для обеспечения минимальных энергозатрат в кубе основной колонны нам необходимо найти оптимальное сочетание следующих рабочих параметров процесса:

1) удельного расхода экстрактивного агента;

2) положения тарелок питания и отбора в боковую секцию;

3) количества потока, отбираемого в боковую секцию.

Так как все эти параметры взаимосвязаны между собой, мы проводили расчеты в несколько этапов. Количество исходной смеси составило 100 кг/ч, концентрация ацетона в питании 22% массовых ( азеотропный состав). Эффективность основной колонны- 34 т.т., эффективность боковой секции- 10 т.т. Концентрация ацетона в продуктовом потоке - 99,5 % мас., хлороформа- 99,9 % мас., ДМФА- 99,9 % мас. Расчет фазового равновесия проводили по модели NRTL, параметры которой приведены в [18].

Сначала мы провели расчет, целью которого было определение оптимального положения тарелок питания и отбора при соотношении F:ЭА = 1:3,5 и количестве БО=150 кг/час.

Результаты расчета представлены в Приложении 1 и таблице 3.2.

Таблица 3.2.

Определение оптимального положения тарелок питания и отбора в сложной колонне.

F:ЭА = 1:3,5; БО=150 кг/ч; TЭА=60ºC.

Видно, что флегмовое число в основной колонне зависит как от протяженности экстрактивной зоны, так и от положения тарелки отбора в БС. Флегмовое число в БС определяется главным образом уровнем отбора в нее потока из основной колонны. Причем, чем ниже осуществляется отбор, тем больше R в боковой колонне. Таким образом, из таблицы 3.2 видно, что наименьшие энергозатраты обеспечиваются при NЭА/NF/NБО= 4/11/24.

Далее мы исследовали влияние на энергозатраты количества отбираемого в боковую секцию потока при фиксированном соотношении F:ЭА=1:3,5, причем мы рассмотрели несколько наборов NЭА/NF/NБО. Результаты расчетов представлены в Приложении 2, таблицах 3.3 и 3.4.

Таблица 3.3.

Влияние количества потока, отбираемого в боковую секцию на энергозатраты.

TЭА= 60ºC, F: ЭА = 1: 3,5, NЭА/NF/NБО= 4/12/24.