Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Применение парциальной конденсации для повышения качества талловых продуктов Владимирова Татьяна Михайловна

Применение парциальной конденсации для повышения качества талловых продуктов
<
Применение парциальной конденсации для повышения качества талловых продуктов Применение парциальной конденсации для повышения качества талловых продуктов Применение парциальной конденсации для повышения качества талловых продуктов Применение парциальной конденсации для повышения качества талловых продуктов Применение парциальной конденсации для повышения качества талловых продуктов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Владимирова Татьяна Михайловна. Применение парциальной конденсации для повышения качества талловых продуктов : дис. ... канд. техн. наук : 05.21.03 Архангельск, 2006 166 с. РГБ ОД, 61:07-5/1429

Содержание к диссертации

Введение

1 Аналитический обзор литературы 11

1.1 Направления применения и переработки таллового масла 11

1.2 Физико-химические свойства таллового масла 12

1.3 Методы повышения качества таллового масла 14

1.4 Ректификация таллового масла 16

1.4.1 Состав таллового масла и его компонентов 21

1.4.1.1 Разделяемые методом ректификации группы компонентов таллового масла

1.4.1.2 Смоляные кислоты таллового масла 23

1.4.1.3 Жирные кислоты таллового масла 24

1.4.1.4 Нейтральные вещества таллового масла

1.5 Равновесие жидкость - пар индивидуальных и групповых компонентов таллового масла

1.6 Выделение канифоли из таллового масла 32

1.7 Способы повышения качества талловой канифоли 34

1.8 Получение пальмитиновой кислоты 41

1.9 Дистилляция и парциальная (фракционирующая) 43 конденсация. Применение метода парциальной конденсации для разделения таллового масла.

1.10 Выводы из аналитического обзора и задачи исследования

2 Методическая часть 48

2.1 Характеристика талловых продуктов как объекта исследования

2.2 Методика определения содержания смоляных кислот и 5 неомыляемых веществ

2.2.1 Определение массовой доли смоляных кислот в талловых жирных кислотах

2.2.2 Определение массовой доли неомыляемых веществ в талловых жирных кислотах

2.2.3 Определение массовой доли неомыляемых веществ в талловой канифоли

2.2.4 Оценка точности анализа содержания смоляных кислот в талловой канифоли

2.3 Методика определения температуры размягчения и кислотного числа

2.3.1 Определение температуры размягчения таловой канифоли по кольцу и шару

2.3.2 Методика определения температуры размягчения с помощью трубки и стержня

2.3.3 Методика определения кислотного числа

2.4 Методика определения массовой доли золы в талловой канифоли

2.5 Методика определения массовой доли механических примесей таловой канифоли

2.6 Оценка точности отбора и приготовления проб для анализа талловой канифоли

3 Экспериментальная часть 70

3.1 Статистический анализ процесса производства талловых продуктов

3.2 Разработка математического описания, алгоритма и программы расчета парциальной конденсации

3.2.1 Теоретические основы использования парциальной конденсации для разделения многокомпонентных смесей 89

3.2.2 Разработка математического описания парциальной конденсации

3.2.3 Алгоритм и программа расчета парциальной конденсации

3.3 Моделирование процесса ректификации ТМ с применением парциальной конденсации

3.4 Определение оптимальных условий получения таловой канифоли

3.5 Производственные испытания системы парциальной конденсации на ОАО "Соломбальский ЦБК "

3.5.1 Исследование состава канифоли, отбираемой из паровой фазы первой колонны

3.5.2 Применение парциальной конденсации для получения высококачественной талловой канифоли 121

3.6 Применение парциальной конденсации для получения концентрата пальмитиновой кислоты 123

4 Разработка технологической схемы ректификации таллового

масла с применением парциальной конденсации 131

4.1. Описание технологии получения талловой канифоли с применением парциальной конденсации 131

5 Оценка экономической эффективности 136

Общие выводы 138

Список литературы

Введение к работе

Актуальность темы. Комплексная переработка древесины в сульфат-целлюлозном производстве включает переработку сульфатного мыла и таллового масла. При переработке сульфатным способом лиственной древесины наряду с сосновой и еловой, а также с другими хвойными породами, диапазон качественного состава талловых масел для ректификации значительно расширился. С одной стороны увеличились сырьевые ресурсы для производства жирных кислот, с другой стороны ухудшилось качество таллового масла с точки зрения возможности получения высококачественной канифоли по традиционной технологии.

Существующая технология не позволяет перерабатывать экономически эффективно талловое масло с массовой долей смоляных кислот менее 35 %. Жирные кислоты, смоляные кислоты и нейтральные компоненты таллового масла, являющиеся термолабильными веществами, имеют широкий диапазон перекрываемых между собой значений температуры кипения, следовательно, одной ректификацией разделить их практически невозможно. Поэтому совершенствование технологии разделения таллового масла с применением парциальной конденсации для повышения качества талловых продуктов, является актуальным.

Повышение качества талловой канифоли и производство новых талловых продуктов позволит расширить рынки сбыта и возможности применения талловых продуктов.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование фазового равновесия компонентов таллового масла при парциальной (фракционирующей) конденсации и совершенствование технологии разделения таллового масла для повышения качества талловых продуктов.

Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:

  1. Исследовать фазовое равновесие многокомпонентной гетерогенной системы при дистилляции и парциальной (фракционирующей) конденсации;

  2. Изучить эффективность приема отбора паров многокомпонентной смеси из кубовой части ректификационной колонны с их последующей парциальной конденсацией;

  1. Развить теоретические представления о парциальной конденсации паров многокомпонентной смеси при разделении таллового масла;

  2. Разработать алгоритм и программу расчета процесса парциальной конденсации многокомпонентной смеси;

  3. Использовать методы статистического контроля технологии талловых продуктов с целью повышения их качества;

  4. Установить оптимальные значения технологических параметров процесса парциальной конденсации при разделении таллового масла.

  5. Провести опытно-промышленные испытания предложенной системы парциальной конденсации.

Научная новизна работы. Изучена функциональная зависимость между физическими свойствами химической равновесной системы и факторами, определяющими ее равновесие, на примере таллового масла. Впервые установлена траектория изменения компонентного состава таллового масла в процессе ректификации, совмещенной с отбором паров из различных частей колонны с их последующей парциальной конденсацией. Выявлено, что улучшение качества талловой канифоли может быть достигнуто путем отбора паров из кубовой части ректификационной колонны и их последующей парциальной конденсацией. Показана возможность получения концентрата пальмитиновой кислоты с применением процесса парциальной конденсации паров, выходящих из верхней части ректификационной колонны.

Практическая ценность работы. Предложенные технологическая схема и режимные параметры отбора и последующей парциальной конденсации паров из верхней и нижней частей ректификационных колонн, позволят сульфат-целлюлозным предприятиям повысить качество выпускаемой талловой канифоли, а также осуществить производство нового продукта - концентрата пальмитиновой кислоты, что подтверждено результатами производственных испытаний на ОАО «Соломбальский ЦБК».

. Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной молодежной конференции, "Экология-2003" (г. Архангельск, 2003); пятнадцатой Коми республиканской молодежной научной конференции (г. Сыктывкар, 2004); Международной научно-технической конференции, посвященной 75-летию АЛТИ - АГТУ (г. Архангельск, 2004); II Всероссийской конференции "Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья" (г. Барнаул, 2005); Всероссийской научно-технической конференции «Наука - производство - технологии - экология» (г. Киров, 2005); научно-практической конференции - "Наука. Север. Регион" (г. Архангельск, 2005); международной конференции "Физикохимия лигнина" (г. Архангельск, 2005), а также докладывались на научно-технических конференциях Архангельского государственного технического университета в 2003-2005 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ.

Разделяемые методом ректификации группы компонентов таллового масла

Суть процесса получения таллового масла сводится к вытеснению слабых органических высших жирных и смоляных кислот из натриевых солей какой-либо минеральной кислотой [4]. После проведения анализа преимуществ и недостатков применения различных кислот для разложения мыла, с учетом экономических факторов, для производства таллового масла была выбрана серная кислота [2]. В производственных условиях обычно применяют разбавленную 30 % серную кислоту.

При взаимодействии раствора сульфатного мыла с серной кислотой протекает ионная реакция вытеснения слабых кислот из их солей сильной кислотой. Эта реакция, при соответствующих условиях и при малых концентрациях мыла в водном растворе должна идти мгновенно. Однако реальные водные системы мыла обладают полидисперсностью. Условия разложения мыла гетерогенные, процесс идет в диффузионной области. При разложении мыла реагируют не только соли жирных и смоляных кислот, но и компоненты черного щелока, увлеченные мылом: соли других органических кислот, едкий и сернистый натрий. Скорость реакции описывается уравнением реакции второго порядка. Основные факторы, влияющие на скорость процесса разложения мыла серной кислотой это: температура, условия перемешивания СМ, избыток кислоты по сравнению с теоретически необходимым количеством [10,11]. Получать талловое масло в промышленных условиях можно двумя способами: периодическим и непрерывным. Периодический способ производства таллового масла получил наибольшее распространение благодаря несложному оборудованию. Непрерывнодействующие установки разложения мыла с разделением реакционной смеси имеют ряд преимуществ перед периодическими установками. Главные из них: высокая производительность, низкие потери таллового масла (при хорошей подготовке мыла перед разложением), малая площадь производственного помещения. Недостатками таких установок являются, прежде всего, высокая стоимость оборудования, сложность в обслуживании и высокие эксплуатационные расходы по уходу за оборудованием.

Качество таллового масла можно повысить путем облагораживания сульфатного мыла [12-17]. Одним из методов облагораживания СМ является способ Солодкого [8], который позволяет удалять до 20 % нейтральных веществ, содержащихся в мыле. Он основан на способности низкомолекулярных спиртов разрушать при нагревании коллоидное состояние мыла, а также свойстве стеринов кристаллизоваться из охлажденных спирто-мыльных растворов [12].

В ЦНИЛХИ для экстракции нейтральных веществ из сульфатного мыла предложено использовать этилацетат, который является деэмульгатором и экстрагентом [13]. Степень очистки масла от нейтральных веществ при таком способе достигает 85...91 % (от исходного 10... 15 %), при этом потери не превышают 3 % мыла.

В США разработан способ облагораживания СМ методом экстракции гептаном, содержащихся в нем неомыляемых веществ после разбавления водой и низкомолекулярным спиртом [2].

В Финляндии предложен метод выделения НВ из сульфатного мыла при варке древесины лиственных пород, экстракцией гексаном в присутствии деэмульгатора - ацетона. Раствор нейтральных веществ в смеси гексан - ацетон поступает на регенерацию, после которой растворитель возвращают в процесс, а нейтральные вещества сжигают [14].

Рассмотренные методы облагораживания СМ позволяют снижать содержание НВ, а также уменьшать потери СК и ЖК, но все они имеют ряд недостатков. Основными недостатками предложенных методов являются большой расход дорогостоящего растворителя, сложность технологического процесса, загрязненность нейтральных веществ лигнином, растворителем, оксикислотами и твердыми мылами, что снижает возможность их дальнейшей переработки.

В работе Коптелова [13] предложен новый способ облагораживания сырого сульфатного мыла, позволяющий повысить степень использования сырья, улучшить экономические и эстетические показатели переработки талловых продуктов. Облагораживание СМ предлагаемым методом позволяет снизить содержание нейтральных веществ на 75 %. Удаление нейтральных веществ из сульфатного мыла на стадии подготовки его к разложению позволяет значительно улучшить качество таллового масла, что приводит к уменьшению выхода пека [15,16].

Определение массовой доли неомыляемых веществ в талловых жирных кислотах

Равновесная перегонка заключается в выпаривании определенной части жидкости, которая длительное время находится в соприкосновении с ее парами. В результате между фазами достигается полное равновесие. Затем пар отделяется от жидкости и конденсируется. Зависимость между составом жидкости и пара в конце процесса выражается диаграммой равновесия. Равновесную перегонку чаще всего применяют для многокомпонентных систем. В этом случае смесь нагревают под давлением в трубчатых аппаратах и подают в пространство с пониженным давлением. Образующиеся при этом пары находятся в условиях приблизительного равновесия и отделяются от перегретой жидкости. В исследовании Сийерде и соавторов [98] доказано, что при помощи дистилляции могут быть разделены только такие системы, температура кипения компонентов которых отличается больше чем на 120 С. При непрерывной дистилляции смесь направляется через подогреватель, где она частично испаряется. Пары отделяются в конденсаторе-холодильнике без дополнительного соприкосновения с жидкостью, а неиспарившаяся часть жидкости отводится из установки в виде кубового остатка.

Жидкие смеси могут быть разделены методом фракционирующей конденсации. Он по своей сути противоположен методу дистилляции. Сущность процесса парциальной конденсации многокомпонентной смеси заключается в том, что жидкость, образовавшаяся при частичной конденсации паровой фазы более богата тяжелым (низкокипящим) компонентом, а пар легкокипящим. Этот процесс теоретически возможно осуществить двумя диаметрально противоположными способами. При первом, называемом простой конденсацией, конденсат находится в соприкосновении с парами до момента прекращения конденсации и между ними достигается равновесие. Во втором, собственно парциальной конденсации, конденсат по мере образования непрерывно отводится из системы [98].

Простая конденсация может осуществляться непрерывно, если пары, поступающие в конденсатор, будут барботировать через слой конденсата так, что между ними будет достигаться равновесие. Конденсация будет идти за счет нагревания самой жидкости. Избыток жидкости, образующейся при конденсации, будет отводиться через перелив.

Парциальная конденсация проводиться в обычных трубчатых поверхностных конденсаторах, в которых жидкость, образовавшаяся при соприкосновении пара с холодной стенкой, стекает в виде пленки вниз. При этом конденсирующийся пар обогащается легколетучим компонентом, так как он находится в равновесии со стекающей жидкостью [98].

Сочетание процессов парциального испарения и парциальной конденсации для разделения теплочувствительных продуктов осуществлено, например, в аппарате "Konvapor" [99]. Аппарат может работать при любом остаточном давлении, сопротивление движению паров не превышает 0,133 кПа. Разделяющая способность системы конденсация-испарение без ректификационной колонны остается малоэффективной и не может конкурировать с ректификацией.

Конденсаторы и дефлегматоры, как и все ректификационное оборудование, должны иметь как можно меньшее гидравлическое сопротивление движению паров. Особенность конденсации паров при ректификации таллового масла заключается еще и в том, что такие продукты, как смоляные кислоты, имеют сравнительно высокую температуру плавления и поэтому излишнее переохлаждение конденсата может привести к закупорке паровых ходов конденсатора кристаллами канифоли. Кроме того, сравнительно высокая вязкость конденсирующихся веществ значительно снижает коэффициент теплопередачи.

В установках РТМ нередко используют насадочные конденсаторы смешения, в которых охлажденная жидкость смешивается с парами, выходящими из колонны [4]. Такая система конденсации, безусловно, обеспечивает наиболее полную конденсацию паров. Однако она имеет ряд существенных недостатков. В конденсаторах происходит не только конденсация паров, но и охлаждение конденсата на 40...60 С ниже температуры кипения. Расход охлажденного конденсата на орошение насадки может быть в несколько раз больше производительности колонны по дистилляту. При этом гидравлическое сопротивление насыпной насадки в конденсаторе весьма велико и достигает значения 0,66 кПа. Эффективны конденсаторы с регулярной (пакетной) насадкой. При организации парциальной конденсации гидравлическое сопротивление конденсаторов смешения значительно снижается.

Разработка математического описания, алгоритма и программы расчета парциальной конденсации

Исследования дистилляции, парциальной конденсации и ректификации талловых продуктов достаточно трудно выполнимая в практических условиях задача. Проведение лабораторных опытов очень сложно. Причинами этого являются, прежде всего, условия протекания процесса: низкое остаточное давление 1...5 мм.рт.ст.; высокая температура - 200...300 С. Кроме того, периодические опыты требуют длительной обработки талловых продуктов, что приводит к значительной термохимической деструкции, и не позволяет получить адекватные результаты. Методик экспрессного физико-химического анализа талловых продуктов, которые смогли бы решить эту проблему, в настоящее время нет. В связи с этим нами был проведен статистический анализ качественных показателей талловых продуктов и использован метод математического моделирования [108, 109].

Высокое качество продукции - важнейшее условие функционирования современного предприятия. При этом в условиях современного производства особое значение приобретают статистические методы контроля и управления качеством.

Качество продукции оценивается при помощи тех или иных показателей. Показатели качества (признаки качества) могут быть количественными или качественными. Количественный признак выражается численным значением. Если партия продукции состоит из единиц продукции, то в каждой единице продукции количественный признак качества принимает некоторое случайное значение, т.е. является случайной величиной и имеет некоторое распределение.

Наиболее часто количественный показатель качества имеет приблизительно нормальное распределение. Любое нормальное распределение имеет два параметра, однозначно определяющих его: математическое ожидание и среднее квадратичное отклонение как мера рассеяния.

Статистический анализ технологического процесса предполагает проведение предварительного анализа точности и стабильности [110-112]. Существует семь традиционных методов (инструментов) статистического анализа качества: графики, контрольные листки, причинно-следственные диаграммы, диаграммы рассеяния, гистограммы, диаграммы Парето, контрольные карты.

Стабильность можно оценить путем построения и анализа контрольных карт и гистограмм. Контрольные карты наиболее мощный инструмент статистического анализа. Они используются для статистического контроля и регулирования технологического процесса. На контрольную карту наносят значения некоторой статистической характеристики, рассчитываемые по данным выборок в порядке их получения, верхнюю и нижнюю контрольные границы Кв и Кн, верхнюю и нижнюю границы технических допусков Тв и Тн, а также среднюю линию Ср и уровень гарантированного качества ГК.

По положению точек контрольной карты относительно границ судят о налаженности или разлаженности технологического процесса. Обычно процесс считают разлаженным в следующих случаях: 1. Некоторые точки выходят за контрольные границы (пределы). 2. Серия из семи точек оказывается по одну сторону от средней линии. 3. Имеется тренд (дрейф), т.е. точки образуют непрерывно повышающуюся или непрерывно понижающуюся кривую. 4. Две-три точки оказываются за предупредительными двухсигмовыми границами. 5. Приближение к центральной линии. Если большинство точек находится внутри полуторасигмовых линий, это значит, что в подгруппах смешиваются данные из различных распределений. 6. Имеет место периодичность, т.е. то подъем, то спад с примерно одинаковыми интервалами времени. 7. Контрольные границы шире поля допуска. В идеальном случае достаточно, чтобы контрольные границы составляли 3А величины поля допуска.

Кроме выделенных семи основных признаков разлаженности технологического процесса существуют и другие, которые получают, накладывая одни признаки на другие. При анализе контрольных карт иногда применяют систему «зонального» деления. В этом случае область контрольной карты над центральной линией и под ней делится на три «зоны»: А, В, С. Зона А определяется как область, расположенная на расстоянии от 2 до 3 а по обе стороны от центральной линии. Зона В определяется как область, находящаяся на расстоянии от 1 до 2 а от центральной линии, а зона С - как область, расположенная между центральной линией по обе стороны и ограниченная прямой, проведенной на расстоянии а от центральной линии [113]. Если контрольная карта показывает, что процесс разлажен, находят причины разладки и производят наладку.

Для статистического контроля технологических параметров производства талловых продуктов построили контрольные карты по количественным признакам - карты средних арифметических значений (х -карты). Карты средних значений используют для контроля отклонения параметра от нормы и настройки на норму. Точки на контрольной карте - это средние значения небольших выборок, а в нашем случае результаты однодневных анализов технологического параметра где п - объем выборки, количество анализов контролируемого параметра. Средние значения выборок находят с одним лишним знаком по сравнению с исходными данными. Среднюю линию рассчитывают как среднее из средних значений выборок =- т L (3.2) /С где &- число подгрупп (точек). Контрольные границы рассчитываются по формуле #в,н= ±-г (3.3) где а - среднее квадратичное отклонение всей совокупности данных, вычисляемое по формуле (3.4)

Для оценки возможности получения высококачественной талловой канифоли и жирных кислот проведен статистический анализ процесса производства талловых продуктов лесохимического цеха ОАО «Соломбальский ЦБК». Целью данного исследования является статистический анализ существующего технологического процесса, а также определение степени его стабильности, либо разлаженности. Для проведения анализа построили ряд контрольных х- карт изменения технологических параметров сырья -таллового масла, а также товарных продуктов: талловой канифоли и талловых жирных кислот.

Качество готовой продукции во многом определяется качеством сырья, поэтому сначала провели анализ качественных показателей таллового масла. Как было сказано в аналитическом обзоре и методической части работы, нормируемыми качественными показателями таллового масла являются значение кислотного числа и массовой доли смоляных кислот.

Производственные испытания системы парциальной конденсации на ОАО "Соломбальский ЦБК

Если система состоит из п компонентов, составим п-\ таких уравнений, а п-е уравнение получим исходя из того, что сумма мольных долей в исчерпанной жидкости должна быть равна единице: х\ + х2 + хз +... + хп = 1.

Таким образом, используя метод подбора, можно рассчитать состав исчерпанной жидкости для заданной степени дистилляции. Средний состав дистиллята можно вычислить, составляя материальный баланс по каждому компоненту. Уравнения материального баланса по смоляным, жирным кислотам и нейтральным веществам представлены системой (3.18) MCK-Xn=g-XCK+gyCK; MMK-Xn=gX gy ; (3.18) Mlie-Xn=g-XHe+gyHe где МСІО Мжк, Мт - массовый расход паров, поднимающихся из колонны в конденсатор, кг/ч; Х„ - состав пара в молярных долях СК, ЖК и НВ; g - доля СК, ЖК и НВ в паровой и жидкой фазах парциального конденсатора; Хск, Хжю Хм- концентрация СК, ЖК и НВ в стекающей жидкости; Уск, Ужк, Уне - мольные доли СК, ЖК и НВ в уходящих парах. 3.2.2 Разработка математического описания парциальной конденсации

Парциальная или фракционирующая конденсация является более эффективным методом, чем одна или несколько последовательных конденсаций, проведенных в тех же пределах. Она соответствует максимальному теоретическому эффекту разделения, и поэтому ее можно рассматривать, как бесконечно большое число простых конденсаций.

Процесс парциальной конденсации многокомпонентных смесей не имеет достаточного математического описания, в литературе делается лишь ссылка на его аналогию с дистилляцией [98, 114]. С физико-химической точки зрения многокомпонентным смесям также уделяется недостаточное внимание [115-119].

Нами сделана попытка разработки математического описания процесса парциальной конденсации многокомпонентных смесей, осложненных условиями глубокого вакуума и при изотермических условиях. Схема потоков в системе парциальной конденсации представлена на рисунке 3.11. X GH - расход пара, поступающего в систему парциальной конденсации; L - расход стекающей жидкости; GK - расход пара, выходящего из системы парциальной конденсации.

Для каждого из компонентов системы равновесие представим в форме уравнения фазового равновесия yi=k,-xt, (3.19) где УІ, Х(, - содержание данного компонента в состоянии равновесия в паре и жидкости соответственно; kj - коэффициенты фазового равновесия, которые зависят от давления и температуры. Расчет ведем по тяжелолетучему компоненту, для которого уравнение равновесия представим в форме выражения Я= Г Р (3.20) тогда для остальных компонентов справедливо V, fc X: — = т-— (3.21) Ух К Х\ Относительная летучесть /-го компонента по тяжелолетучему компоненту определяется выражением X: к, У\ к, і х, а- ,. -, (3.22) Выразим математическую зависимость состава несконденсированного пара от степени конденсации. Допустим, что в данный момент в конденсатор поступает G молей пара (рисунок 3.11). За бесконечно малый промежуток времени в него сконденсируется dG молей жидкости, в жидкость перейдет число молей компонента і, рассчитываемое по уравнению dNt=xrdG. (3.23) Содержание этого компонента во входящем паре определяется уравнением N,=y,-G. (3.24) Аналогичные уравнения составим для тяжелолетучего первого компонента N yrG, dN}=xrdG (3.25) dNny т.. ҐАО А/ av (3.26) Умножая числитель и знаменатель левой части уравнения (3.21) на G, а правой на dG, с учетом уравнений (3.23), (3.24), (3.25), (3.26) получим выражение N. dNt (3.27) —- = ос —— М л dN, Принимая относительную летучесть a,i постоянной, и интегрируя последнее уравнение, получим выражение In—- ал -In—-, \н N,u " N.. где N\H, NiH,- начальные количества первого и / - го компонентов. Заменяя N\ выражением (3.26), а iV,-выражением (3.24), получим (3.28) ( In = ап- In У.-G .Уіи и y,H-GH С учетом того, что G=GH -L; GL G (3.29) (3.30) получим ( A. У\и In 1-— 4 GHJ = an In (3.31) 1-А Уы V G»J Принимая, что степень конденсации е имеет вид: е =L/GH, уравнение (3.31) можно записать в виде: а,, In- -+ап -ту, = In У ін У и (3.32) Продолжая преобразования, уравнение (3.32) запишем = a„- In In (3.33) ІЦІ-е) У\н Л, Разделив обе части уравнения (3.33) на a,i, после преобразования получим: ( ] Л ] у \nyf=\n(\-e)- —-1 +—-\п -+\пуін. (3.34) { п ) ап УіН Полученное уравнение (3.34) позволяет определить состав несконденсированного пара при заданной степени конденсации, используя метод последовательных приближений. Проверка окончания вычислений производится по условию (3.35) е =L/GH; 2 /=1- (3-35) Состав жидкости (конденсата), при степени конденсации соответствующей заданному составу пара, определим по уравнению материального баланса парциального конденсатора GfarLXi+Giyi. (3.36)

Похожие диссертации на Применение парциальной конденсации для повышения качества талловых продуктов