Ярлык дистилляции расчетов по таблицам

Этот метод использует численное решение схема Мак-Кейб-Тиле, чтобы найти теоретическое число ступеней для бинарных и псевдо-двойных систем, затем вычисляет реальное число этапов, рефлюкс соотношение размеров и столбцов.

Часто бывает необходимо разработать данных для различных условий эксплуатации, так что оптимальной конфигурации дистилляции башня может быть найдено. Есть два обычных методов для выполнения таких задач, как графически руку (которая несколько неточными и отнимает много времени) или какой-либо из ряда коммерческих моделирования, которые быстрее, но дорогостоящим лицензии. Третий вариант, представленный здесь: Слияние графические и вычислительные методы руководства, с тем чтобы неточностей бывшего компенсируются по скорости вычислений. Расчеты могут быть запущены в любой программе электронных таблиц, таких как Microsoft Excel, устраняя необходимость использования дорогих программного обеспечения для моделирования и для трудящихся за руку расчетов. Кроме того, времени, необходимого с точки программиста зрения является не более (или значительно меньше), чем это требуется, чтобы узнать, как использовать коммерческий пакет моделирования.

Метод, представленный здесь, является легким для изучения, и предлагает быстрый способ сделать предварительные оценки диаметр и высота башни, число этапов, потребление энергии, и рефлюкс отношение. Хотя методика расчета предназначен для бинарных систем, тройной системы также могут быть смоделированы, если третья составляющая менее 10% по объему и волатильности не будет радикально отличаться от тех, из оставшихся двух компонентов.

Методика расчета таблицы

В таблице 1 представлены таблицы для этанола / воды двоичной системе (только начало, середину и конец секции показано на рисунке). Программа также включает в себя ячейки Ван Лаар коэффициентов и те, для закона Рауля, которые не представлены в таблице 1.

Х ^ 1 ^ к югу значения выбраны программистом. В число этих значений определяет выбрали, конечно, число точек данных. Все остальные записи в таблице, либо константы или функции констант и введенное температуры.

Чтобы найти парциальное давление оба компонента (столбцы 2 и 3), давления насыщенного пара необходимы при данной температуре (столбцы 4 и 5). Давления насыщенного пара рассчитывается с помощью закона Рауля, и парциальное давление с применением уравнений Ван Лаар. Поскольку общее давление заранее, тест столбец устанавливается в которых общее давление (сумма парциальных давлений) делится на фактическое суммарное давление на данном этапе (графа 6). При этом значение в колонке 6 приближается к единице (в пределах допусков) нужной температуры был найден.

Таким образом, если значения х ^ 1 ^ к югу, выбраны, только переменной температуры (графа 1). Последняя колонка показывает п числа итераций в формуле. 10, которая функционирует как счетчик, когда падение давления сочтет это необходимым. В этом примере, 33 в последней колонке это число VLE точки данных, генерируемых программой.

Дробные расчеты могут быть необходимы

Несколько дробных счетчиков в начале Таблица 1 были использованы дать более подробно в областях, которые требуют его (тренда точности). Они представляют собой дополнения, которые были осуществлены после таблица была полностью собранном виде. Существовали недостаточно точек данных, а также линии тренда не вписываются данных. Таким образом, переработка набор данных был добавлен на основе дробного перепадов давления для VLE данных.

Эти дробных счетчики сильной стороной этого метода в том, что если районы таблицы потребует дополнительных точек данных, то нет необходимости строить новую таблицу. Вместо простой командой вставки в таблицу достаточно, и тем же формулам, можно использовать повторно.

После того как данные подсчитываются очки, схема VLE изображена (рис. 1). Линии тренда необходимы как у = / (х) и х = / (у), так как используются в моделировании Маккейб-Тиле диаграмме. Из-за ограничений по линии тренда функции в таблице использованы данные были разделить на две части для каждой кривой. Кривые были установлены на шестом порядка многочленов (табл. 2 и 3).

Диапазон для любого полинома заканчивается в точке перегиба х, у кривой. Тем не менее, программа нашла диапазонов методом проб и ошибок.

Колонка характеристики

В таблице 4 представлены корма, дистиллят и нижней спецификации столбца, а также другие эксплуатационные параметры. Наклона операционной линии берется 10 ^ 100 ^ SUP (1.00E 100) за насыщенной жидкости - это представляет собой бесконечный склон для целей расчетов. Рефлюкс отношение 1,5 была выбрана произвольно, а доля колонке наводнения скорости был установлен на уровне 0,95, так как это общая скорость затопления которых дистилляции башни размера.

Таблица 5 вычисляет поток условия, на основе баланса массы системы. В таблице 6 приведены физические свойства этих двух компонентов. Этанол называется "графике" компонент, чтобы отличать его от других компонентов (воду), используемых в расчетах. Эти три таблицы (табл. 4, 5 и 6) содержат все необходимые данные для определения системы, теперь, когда VLE данных определяются. Далее, расчеты, чтобы найти минимальное количество стадий.

Минимальное количество этапов

Минимальное количество этапов идеальное, которое происходит при общем рефлюкс, рассчитывается по алгоритму, представленными ранее. В таблице 7 представлены результаты этанол / вода. Значения для первой строки (х, у) (X ^ D ^ к югу, к югу Y ^ D ^), а также для всех последующих строк (X ^ югу VLE ^ Y ^ ^ VLE к югу), на основе предыдущих значений х и у, которые рассчитываются на основе уравнений тренда. Только три секции таблицы 7 показаны из-за ограниченности его объема.

Эта таблица была создана для расчета составов для 20 этапов. Это число, как правило, более чем достаточно для покрытия самых колонны дистилляции.

Расчеты вызвали значение х = 0,002073297 сценических 11, который является дна практически равна нулю.

Таким образом, 11 этапов равновесия выбрали минимальное количество для этой системы. На этапе 12 х будет в порядке, 3 х 10 ^ -4 ^ SUP, которая является необоснованной стоимости.

Использование условного оператора

Всюду, во всех расчетах, включив в него верхней и нижней линии сегментации осуществляется с использованием "если" условное выражение. Это заявление имеет исключительно важное значение при расчете VLE данных для постоянного сегмента у расчета. Кроме того, дополнительные "если бы" Заявление необходимо при переходе зачистки и устранения линий при расчете за пределы значений в местах пересечения линий. Если значение х пересечения операционной линии будет принят, таблицы использует зачистки линии операционной вычислить значения у. Вот почему сегментации лист Таблица 3 должна определить значение сегментации переход от х, а также от у

Чтобы найти число равновесия этапов, обратите внимание, на какой стадии необходимых условий дна будут выполнены. В этом случае будем считать, что дно х ^ к югу B ^ стоимостью около 0,02 соответствует технологическим требованиям. Значение для Этап 14 составляет около 0,0135, а для Этап 15 составляет около 0,0019, поэтому Есть 14 этапов равновесия.

Колонка высоты и Расходы, приведенные

Высота просто фактическое число этапов умножается на расстояние лоток или упаковки, эквивалентной высоты. Значение 18 дюймов в таблице.

Расходы, приведенные рассчитываются через средства массовой противовесов. Уравнений взяты из Treybal ((4), с. 402-420). Таблицы легко создаются, чтобы выполнять все эти расчеты и преобразования результатов в различных системах единиц, когда это желательно.

Reboiler и конденсатора обязанностей

Расчеты энергии темпы reboiler и конденсатора осуществляется с помощью скрытой теплоты и теплоемкости (при необходимости). Расчеты производились таким образом, осуществляется кусочно, используя каждому химическому веществу, видов и соответствующих скрытых и теплоемкости.

Например, дно считается составил 100% воды, поэтому ее тепловой нагрузки будет расхода паров воды поднимается из этой стадии (при 100 ° С), умноженной на теплота воды для создания пара.

Колонка диаметра

Методу, описанному Кистер ((5), с. 276-279) определяет верхний и нижний диаметр колонны. Расчеты основаны на скорости затопления, свойства жидкостей и паров и фракционный площадь дыры в лотки, среди прочих факторов. Расчет довольно прост и не включены.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ван Винкль, М., "дистилляции", McGraw Hill, Нью-Йорк, Торонто (1967).

2. Дин, JA, под ред. "Ланге Справочник по химии", седьмое издание .. McGraw Hill, Нью-Йорке (1985).

3. Перри, RH, и DW Грин, ред. ", Перри, инженеров-химиков" Справочник ", седьмое издание .. McGraw Hill, Нью-Йорк, стр. 13-20 (1997).

4. Treybal, Р. Е., "массообмена операции". McGraw Hill, Нью-Йорке (1987)

5. Кистер, HZ, "Перегонка Дизайн", McGraw-Hill, Нью-Йорк (1992).

JAKE JEVRIC, PPG CHEMFIL

Е. Мухаммад аль-Файеда, Райерсон УНИВЕРСИТЕТ

JAKE JEVRIC является инженером-химиком в PPG Chemfil (Торонто, Канада, телефон: (416) 247-8897, E-почта: <a href="mailto:JEVRIC@rogers.com"> JEVRIC@rogers.com </ A> ). Он технического обслуживания клиентов и инженер по продажам на рынке автомобильной краски приложений. Другой его профессиональный опыт включает работу в пищевой промышленности и смазочные материалы. Он имеет сильную заинтересованность в химических процессах разработки и применения, а также разработала ряд приложений обработки электронных таблиц для моделирования химических процессов дизайна. Jevric имеет место быть из Райерсон Univ.

Е. Мухаммад аль-Файеда, возможная ошибка является профессором химического машиностроения в Райерсон Univ. (Кафедра химической инженерии, 350 Victoria Street, Торонто, Канада, M5B 2K3, телефон: (416) 979-5217, факс: (416) 979 - 5044: Электронная почта: <A HREF = "mailto: mfayed @ ryerson.ca "> mfayed@ryerson.ca </ A>). Файед провел параллельный профессорской назначения в другие университеты в Канаде, США и Великобритании Он возглавляет частицы науке и технике Research Group на Райерсон. Он имеет более 30 лет профессионального промышленного и опыт консультирования ряда компаний в США, Канаде и за рубежом. На протяжении последних 40 лет, он содействует формированию поля кристаллизации частиц. Файед ведет многочисленные курсы повышения квалификации, семинары и практикумы для Айше, INTERPHEX Show, и Рид группы компаний. Он является членом консультативного совета редакции порошковой