Определение оптимальных рабочих параметров процесса экстрактивной ректификации смеси ацетон-хлороформ в сложной колонне с боковой секцией
Из таблицы 3.3 видно, что с уменьшением количества потока, отбираемого в боковую секцию, энергозатраты в кубе колонны уменьшаются и достигают минимального значения при БО=140 кг/ч, а затем начинают возрастать. При уменьшении БО со 150 до 140 кг/ч происходит незначительное увеличение флегмового числа в основной колонне и Qконд1 и уменьшение флегмового числа в боковой секции и Qконд2. И в результате мы имеем снижение энергозатрат в кубе основной колонны.
При дальнейшем уменьшении количества БО со 140 до 120 кг/ч происходит значительный рост флегмового числа в основной колонне, и Qконд1 увеличивается на 15,6 МДж/ч. Qконд2 при этом снижается всего лишь на 9 МДж/ч. В результате мы имеем увеличение Qкип на 6,7 МДж/ч. Для большей наглядности по результатам расчетов, представленных в предыдущей таблице, построен график зависимости энергозатрат от количества потока, отбираемого в боковую секцию (см. рис.3.2.)
Рис.3.2. Зависимость энергозатрат от количества потока, отбираемого в боковую секцию.
TЭА= 60ºC, F: ЭА = 1: 3,5, NЭА/NF/NБО= 4/12/24.
Таблица 3.4.
Оптимальное количество БО в зависимости от положения тарелок питания и отбора.
TЭА=60ºC, F:ЭА=1:3,5.
|
Оптимальное |
Тепловые нагрузки,МДж/ч | |||||
|
NЭА/NF/NБО |
количество |
R1 |
R2 |
Qконд1 |
Qконд2 |
Qкип |
|
БО, кг/ч | ||||||
|
4/10/24 |
120 |
1,91 |
1,22 |
-32,1 |
-42,7 |
147,3 |
|
4/11/23 |
160 |
1,65 |
1,67 |
-29,2 |
-51,5 |
153,2 |
|
4/11/24 |
120 |
1,91 |
1,22 |
-32,1 |
-42,7 |
147,3 |
|
4/11/25 |
142 |
1,24 |
1,85 |
-24,8 |
-55,0 |
152,3 |
|
4/12/24 |
140 |
1,85 |
1,54 |
-31,5 |
-48,9 |
152,8 |
|
5/10/24 |
115 |
2,56 |
1,06 |
-39,3 |
-39,7 |
151,5 |
|
5/10/25 |
138 |
1,57 |
1,74 |
-28,4 |
-52,9 |
153,7 |
|
5/11/23 |
160 |
1,88 |
1,64 |
-31,8 |
-50,9 |
155,2 |
|
5/11/24 |
118 |
2,25 |
1,15 |
-35,8 |
-41,3 |
149,6 |
|
5/11/25 |
141 |
1,29 |
1,83 |
-25,2 |
-54,6 |
152,2 |
|
5/12/25 |
141 |
1,28 |
1,83 |
-25,2 |
-54,6 |
152,2 |
|
6/11/24 |
150 |
2,07 |
1,65 |
-33,9 |
-51,1 |
157,4 |
Из таблицы 3.4 видно, что оптимальная величина БО в значительной степени зависит от уровня отбора в БС. При фиксированном положении тарелок подачи питания и ЭА наименьшая оптимальная величина БО наблюдается при отборе парового потока с 24 т. т.
На последнем этапе мы исследовали влияние количества потока, отбираемого в боковую секцию, на величину оптимального расхода ДМФА и на энергозатраты для тех же наборов NЭА/NF/NБО. Результаты расчетов представлены в Приложении 3 и таблице 3.5.
Таблица 3.5.
Влияние количества БО на величину оптимального расхода ЭА при TЭА= 60ºC.
|
Количество |
Оптимальный |
Тепловые нагрузки,МДж/ч | ||||
|
БО, |
расход ДМФА, |
R1 |
R2 |
Qконд1 |
Qконд2 |
Qкип |
|
кг/ч |
кг/ч | |||||
|
NЭА/NF/NБО = 4/10/24 | ||||||
|
120 |
350 |
1,91 |
1,22 |
-32,1 |
-42,7 |
147,3 |
|
130 |
350 |
1,88 |
1,37 |
-31,8 |
-45,6 |
149,9 |
|
150 |
320 |
2,27 |
1,53 |
-36,0 |
-48,8 |
151,0 |
|
170 |
310 |
2,03 |
1,79 |
-33,4 |
-53,8 |
151,4 |
|
NЭА/NF/NБО = 4/11/23 | ||||||
|
160 |
340 |
1,94 |
1,61 |
-32,4 |
-50,3 |
153,1 |
|
170 |
330 |
1,89 |
1,72 |
-31,9 |
-52,4 |
152,6 |
|
180 |
330 |
1,65 |
1,88 |
-29,3 |
-55,4 |
153,0 |
|
190 |
320 |
1,69 |
1,98 |
-29,6 |
-57,3 |
153,2 |
|
NЭА/NF/NБО = 4/11/24 | ||||||
|
120 |
350 |
1,91 |
1,22 |
-32,1 |
-42,7 |
147,3 |
|
130 |
350 |
1,76 |
1,40 |
-30,5 |
-46,2 |
149,2 |
|
140 |
340 |
1,84 |
1,51 |
-31,3 |
-48,4 |
150,1 |
|
150 |
330 |
1,84 |
1,62 |
-31,3 |
-50,5 |
150,1 |
|
170 |
310 |
1,85 |
1,82 |
-31,5 |
-54,3 |
149,9 |
|
180 |
300 |
1,91 |
1,90 |
-32,1 |
-55,9 |
150,1 |
|
200 |
290 |
1,80 |
2,14 |
-30,9 |
-60,4 |
151,2 |
|
NЭА/NF/NБО = 4/11/25 | ||||||
|
142 |
320 |
1,82 |
1,69 |
31,1 |
51,9 |
149,2 |
|
160 |
300 |
1,98 |
1,86 |
-32,9 |
55,2 |
150,1 |
|
180 |
280 |
2,14 |
2,02 |
-34,6 |
-58,2 |
150,7 |
|
200 |
270 |
2,03 |
2,24 |
-33,4 |
-62,5 |
151,6 |
|
NЭА/NF/NБО = 4/12/24 | ||||||
|
140 |
350 |
1,85 |
1,54 |
-31,4 |
-48,9 |
152,8 |
|
150 |
340 |
1,80 |
1,66 |
-30,9 |
-51,2 |
152,5 |
|
160 |
330 |
1,74 |
1,77 |
-30,3 |
-53,3 |
152,0 |
|
170 |
320 |
1,72 |
1,87 |
-30,0 |
-55,3 |
151,5 |
|
180 |
310 |
1,72 |
1,96 |
-30,1 |
-57,1 |
151,3 |
|
190 |
300 |
1,79 |
2,04 |
-30,8 |
-58,7 |
151,5 |
|
NЭА/NF/NБО = 5/10/24 | ||||||
|
115 |
350 |
2,52 |
1,07 |
-38,8 |
-39,8 |
151,1 |
|
125 |
360 |
2,01 |
1,31 |
-33,2 |
-44,5 |
152,3 |
|
150 |
330 |
2,37 |
1,55 |
-37,1 |
-49,1 |
154,5 |
|
NЭА/NF/NБО = 5/10/25 | ||||||
|
138 |
330 |
2,10 |
1,63 |
-34,1 |
-50,6 |
153,0 |
|
148 |
320 |
2,21 |
1,74 |
-35,4 |
-52,7 |
154,3 |
|
NЭА/NF/NБО = 5/11/24 | ||||||
|
118 |
350 |
2,25 |
1,15 |
-35,8 |
-41,3 |
149,6 |
|
128 |
360 |
1,74 |
1,39 |
-30,2 |
-46,1 |
150,9 |
|
138 |
350 |
1,87 |
1,51 |
-31,7 |
-48,3 |
152,5 |
|
150 |
330 |
2,12 |
1,58 |
-34,4 |
-49,8 |
152,5 |
|
NЭА/NF/NБО = 5/11/25 | ||||||
|
141 |
330 |
1,77 |
1,72 |
-30,5 |
-52,3 |
151,1 |
|
160 |
310 |
1,91 |
1,92 |
-32,1 |
-56,1 |
152,3 |
|
180 |
290 |
2,00 |
2,08 |
-33,1 |
-59,4 |
152,5 |
|
NЭА/NF/NБО = 5/12/25 | ||||||
|
141 |
340 |
1,52 |
1,78 |
-27,8 |
-53,5 |
151,6 |
|
151 |
320 |
1,99 |
1,81 |
-33,0 |
-54,1 |
153,3 |
|
NЭА/NF/NБО = 6/11/24 | ||||||
|
150 |
340 |
2,39 |
1,58 |
-37,4 |
-49,7 |
157,4 |
|
160 |
330 |
2,34 |
1,69 |
-36,8 |
-51,8 |
156,9 |
|
170 |
320 |
2,33 |
1,79 |
-36,6 |
-53,7 |
156,6 |
|
180 |
320 |
2,03 |
1,96 |
-33,4 |
-56,9 |
156,5 |
|
190 |
310 |
2,08 |
2,04 |
-33,9 |
-58,6 |
156,7 |
