Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Математическое моделирование массопереноса в системе газ (пар)-жидкость на контактных устройствах колонных аппаратов '
1.1. Модели массопередачи для двухфазных газожидкостных систем на контактных устройствах 7
1.2. Поверхность контакта в барботажном слое 12
1.3. Характеристика и режимы работы барботажного слоя на контактных устройствах 14
1.4. Характеристика и режимы работы насадочных контактных устройств 15
1.5. Описание процессов переноса в двухфазном слое (газ-жидкость)... 22
1.6. Структура потоков и эффективность контактных устройств 25
Глава 2. Технология проектирования тарельчато-насадочных аппаратов разделения водных растворов 34
2.1. Структура и алгоритм технологического проектирования тарельчато-насадочных аппаратов разделения 34
2.2. Уравнения материального баланса и алгоритм технологического расчета колонны 38
2.3. Определение эффективности процесса разделения на контактных устройствах колонны 43
2.3.1. Расчет эффективности разделения на тарелках ректификационной колонны 50
2.3.2. Решение уравнений переноса массы в жидкой фазе на тарелках колонны 55
2.4. Математическое описание слоя насадки 59
2.5. Задачи гидравлических испытаний лабораторных макетов контактных устройств 63
Глава 3. Разработка и экспериментальное исследование регулярной рулонной насадки 65
3.1. Разработка и описание насадки 65
3.2. Экспериментальное исследование гидравлических и массообменных характеристик рулонной насадки
3.2.1. Описание экспериментальной установки 70
3.2.2. Разработка и описание схемы автоматизации установки 72
3.2.3. Методика экспериментальных исследований насадки 75
3.2.4. Результаты исследования гидродинамических характеристик рулонной насадки 77
3.2.5. Массообменные характеристики на рулонной колонне 88
Глава 4. Реконструкция установки разделения водноглико левого раствора 92
4.1. Описание технологического процесса разделения водно-гликолевого раствора в производстве окиси этилена 92
4.2. Моделирование ректификационной установки разделения водногликолевого раствора 97
4.3. Результаты расчета параметров насадки 103
4.4. Реконструкция колонны 107
Заключение 111
Литература . 113
Приложение 130
- Характеристика и режимы работы барботажного слоя на контактных устройствах
- Уравнения материального баланса и алгоритм технологического расчета колонны
- Экспериментальное исследование гидравлических и массообменных характеристик рулонной насадки
- Моделирование ректификационной установки разделения водногликолевого раствора
Введение к работе
Основным направлением технического развития в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности является создание и усовершенствование аппаратов и оборудования переработки сырья. Значительную долю оборудования здесь занимают ректификационные установки разделения водных растворов: разделение водногликолевого раствора в производстве гликолей, отгонка воды на стадии выделения окиси пропилена, разделение водного раствора триметилкарбинола в производстве изобутилена, отмывка водой изопрена от карбонильных микропримесей в нефтехимической промышленности, разделение водного раствора этилового спирта в пищевой промышленности и ряд процессов химических производств.
Продукты разделения водных растворов пользуются значительным
спросом на потребительском рынке. Так, например, этиленгликоль - продукт
разделения водногликолевого раствора используют для производства
синтетических волокон, полиэтилентерефталата, целлофана,
низкозамерзающих антифризов, антиобледенителей, полиуретанов и других целей. Мировое потребление этиленгликоля в 2000 г достигло 11,2 млн. тонн. Возросшие объемы производства шинной промышленности привели к увеличению спроса на синтетические каучуки, являющиеся продуктами производств изобутилена, изопрена, пропилена.
Повышение спроса на продукцию этих производств требует увеличения производительности и качества продукции, что, в свою очередь, приводит к необходимости реконструкции действующих установок. С целью повышения производительности и эффективности ректификационных установок в настоящее время происходит замена тарельчатых контактных устройств на насадки различной конструкции или, совмещение в аппарате тарельчатых контактных устройств с насадкой.
Выбор конструкции и типа контактных устройств на стадии технологического проектирования базируется на эмпирической основе и включает этапы экспериментальных исследований макетов контактных устройств различного масштаба с коррекцией на каждом этапе параметров математических моделей.
В зависимости от свойств, состава и расхода исходной смеси, подаваемой на разделение, давления и температуры кипения компонентов, гидродинамических условий взаимодействия пара с жидкостью устанавливают в аппарате тарелки или насадку или же, часто при реконструкции, совмещают тарелки с насадкой. Например, при малом содержании легколетучих компонентов и отличной от других компонентов температурой кипения, больших расходах исходной смеси целесообразно установить в верхней части колонны слой насадки, обеспечивая пленочный режим ее работы, а в нижней части — тарелки. Такое решение при высокой удельной поверхности насадки приводит к снижению размеров аппарата и капитальных затрат.
Проектирование тарельчато-насадочных аппаратов осложняется отсутствием замкнутого алгоритма разработки тарельчатой и насадочной частей аппарата. Разработка технологии проектирования ректификационных аппаратов, с совмещением тарельчатых и насадочных контактных устройств, представляет актуальную проблему при создании новых и реконструкции действующих ректификационных установок.
В данной работе поставлена задача разработать замкнутую систему технологического проектирования тарельчато-насадочных аппаратов разделения водных растворов. По разработанной технологии провести технологическое проектирование ректификационной установки разделения водногликолсвого раствора и ее реконструкцию с целью повышения качества разделения.
Основу решения поставленной задачи составляет метод сопряженного физического и математического моделирования тарельчатых контактных
б устройств, математическое моделирование насадки на основе гидродинамической аналогии и модели диффузионного пограничного слоя. Замыкающими условиями технологии проектирования являются уравнения равновесия, материального баланса установки и экспериментальные исследования лабораторных макетов контактных устройств.
Диссертация состоит из четырех глав.
В первой главе приводится обзор методов и подходов к описанию процессов массопереноса на контактных устройствах массообменных аппаратов. Во второй главе рассматривается технология проектирования тарельчато-насадочных аппаратов разделения водных растворов. Дается описание блоков математического моделирования колонны, тарелок и насадки. В третьей главе рассматривается новая конструкция регулярной рулонной насадки, методика ее экспериментальных исследований, определение гидравлических и массообменных характеристик насадки и их сравнение с характеристиками других типов насадок. В четвертой главе сформулирована и решена задача реконструкции ректификационной установки разделения водногликолевого раствора.
В Приложениях к диссертации приведены акты опытно-промышленных испытаний установки, расчеты экономической эффективности, результаты технологического расчета и экспериментальных исследований насадки.
Основные результаты работы обсуждались на: ежегодных научных сессиях КГТУ, Международных конференциях «Математические методы в технике и технологиях» (Смоленск, 2001; Тамбов, 2002; Санкт-Петербург, 2003), Всероссийской научной конференции «Тепло- и массообмен в химической технологии» Казань, 2000.
Работа выполнена на кафедре процессов и аппаратов химической технологии Казанского государственного технологического университета.
В руководстве работой принимал участие к.т.н., доцент Фарахов М.И.
Характеристика и режимы работы барботажного слоя на контактных устройствах
В зависимости от скорости и расхода жидкости различают три основных гидродинамических режима барботажа [68]: 1. Пузырьковый режим, возникающий при низких скоростях газа, когда образующиеся пузырьки поднимаются независимо друг от друга. Работа контактного устройства в этом случае не эффективна. 2. Пенный режим, при котором пузырьки газа, выходящие из отверстия, сливаются в одну сплошную струю-факел. При этом на тарелке возникает газожидкостная дисперсная система - пена. Поверхность контакта фаз и эффективность тарелок в этом режиме максимальная. 3. Инжекционный режим, характеризующийся инверсией фаз, резким снижением поверхности контакта и интенсивным уносом жидкости. Массообменные контактные устройства, работающие в пенном режиме, получили наибольшее применение в тарельчатых аппаратах химической технологии (клапанные, колпачковые, ситчатые, провальные и др.). Переход от пузырькового барботажа к пенному режиму происходит при скорости газа в отверстии W0 удовлетворяющей неравенству [69] WoPf [чо(Р„ -рг)Г 4 1.25И о(Рж -РЖ" В этом случае из отверстия газораспределительного устройства выходят не отдельные пузырьки, а струя газа.
При взаимодействии газа с жидкостью на контактных устройствах колонных аппаратов сначала происходит диспергирование газового потока с помощью газораспределительных устройств на множество газовых струй с высокой начальной скоростью истечения (5-J-20 м/с). При движении газа в газовом факеле через слой жидкости импульс газа расходуется на жидкостное трение на его поверхности. Газовый факел имеет устойчивый участок на небольшом расстоянии от отверстия истечения. Это расстояние, как показывают расчеты [70] и экспериментальные исследования [12, 71-72], составляет (2,5+3) RQ и не превышает 30-40 мм при пенном режиме работы тарелки.
Различными авторами экспериментально установлено [14-18], что при истечении газовых струй в жидкость, с начальными скоростями, характерными для работы контактных устройств, степень извлечения вещества в газовых факелах достигает 75-100% для систем лимитируемых сопротивлением газовой фазы. Явление интенсивного массообмена на небольшом расстоянии от отверстия истечения получило название "входного эффекта" [45] или активной зоны и объясняется резким изменением скорости газа при входе в слой жидкости. Аналогичные результаты и выводы получены и при пузырьковом режиме барботажа [73].
Становится очевидным, что интенсивность массообмена по высоте барботажного слоя полностью определяется характером падения импульса газа при входе в слой жидкости на тарелке.
В промышленности применяются разнообразные по форме и размерам насадки, изготовленные из различных материалов (керамика, сталь, пластмассы). Широко используются и до сих пор кольца Рашига, кольца Палля и седловидные насадки. В литературе зарубежных и отечественных авторов имеется большое количество экспериментальных исследований и расчетных зависимостей для колец Рашига различного диаметра и колец Палля.
Чаще всего в насадочных колоннах организовано противоточное движение фаз, т.е. газ (пар) движется снизу вверх, навстречу стекающей жидкости. При малых нагрузках по обеим фазам жидкость течет по элементу насадки в виде тонкой пленки, поэтому поверхностью контакта фаз является, в основном, смоченная поверхность насадки. Газ или пар также разделяются на ряд потоков, которые движутся в каналах сложной формы, образованных насадкой и стекающей жидкостью. Из-за небольшого гидравлического сопротивления пленочный режим получил наибольшее распространение при проведении процессов разделения и хорошо изучен [74, 75, 76-90]. Увеличение скорости газа в колонне до некоторого критического значения приводит к торможению жидкой фазы и ее подвисанию. Режим подвисания характеризуется нарушением пленочного течения жидкости. Скоро сть жидкости уменьшается, а толщина пленки и количество удерживаемой жидкости увеличивается. Это приводит к снижению свободного объема насадки и быстрому возрастанию сопротивления. В режиме подвисания смоченная поверхность насадки больше, чем в пленочном, что ведет к возрастанию интенсивности массопередачи. Значение критической скорости для конкретного типа насадки и разделяемой смеси находится по эмпирическим выражениям [91, 92]. Если скорость газа больше критической, то происходит прямоточное движение фаз (режим эмульгирования). При этом гидравлическое сопротивление насадочной колонны резко увеличивается, а процессы массо- и теплоотдачи значительно интенсифицируются [93-97]. Режим эмульгирования возникает в результате накопления такого количества жидкости в свободном объеме насадки, что происходит инверсия фаз и образование газожидкостной эмульсии. Этот режим соответствует максимальной эффективности насадочной колонны, но при этом сильно возрастает гидродинамическое сопротивление и поддержание этого режима представляет определенные трудности. Точка инверсии является пределом нагрузки насадочных абсорберов.
Существует также и четвертый режим - режим уноса, или режим обращенного движения жидкости, выносимой из аппарата газовым потоком. Этот режим характеризуется тем, что жидкость почти перестает поступать в насадку. Режим сопровождается резким снижением интенсивности массоотдачи и на практике не используется.
Уравнения материального баланса и алгоритм технологического расчета колонны
В основу использованного алгоритма потарелочного расчета процесса многокомпонентной ректификации положена методика Тиле и Геддеса, способ независимого определения концентрации [139, 140]. В качестве исходных параметров для расчета использованы: количество поступающей на вход колонны смеси F, кмоль/с; мольная концентрация компонентов в исходной смеси xF (xF ,xF ,...txF ), где с — число компонентов; число теоретических ступеней разделения N; номер тарелки питания /; количество отбираемого дистиллята D кмоль/с; расход флегмы L кмоль/с или флегмовое число R=L/D; распределение давления по колонне Р {РХ9Р2 PN). В результате расчета, т.е. решения системы уравнений материального баланса, должны быть получены концентрации компонентов в кубе и дистилляте, распределение концентраций по колонне, распределение температур и давления по колонне. При моделировании были приняты следующие допущения: 1- Мольный поток пара по высоте колонны постоянен, 2. Мольные потоки жидкости по высоте колонны в пределах секции постоянны (выше и ниже тарелки питания). 3.
Питание поступает в колонну при температуре кипения. 4. В качестве структуры потока жидкости на тарелке принято идеальное перемешивание. 5. Пар уходит с тарелки с концентрацией, равновесной по отношению к жидкости на этой тарелке, т.е. тарелка является теоретической ступенью разделения. 6. Куб тарелки рассматривается как равновесная ступень. 7. Дефлегматор полный, т.е. концентрация флегмы и дистиллята такая же, как и концентрация пара, уходящего с первой тарелки (нумерация тарелок по колонне осуществляется сверху вниз). Ниже приведены уравнения математической модели процесса в соответствии с принятыми допущениями. где Vi,- — мольный поток і-го компонента в паре, поднимающемся с первой тарелки; 4 мольный поток /-го компонента в дистилляте, Ай = L/D « R; V- мольный расход пара в колонне. Для тарелок укрепляющей части колонны: Здесь: у-номер тарелки, /—номер компонента, v7- мольный поток t-ro компонента в паре, поднимающемся су —ой тарелки; L - мольный расход жидкости, стекающей с/- ой тарелки; К-- константа равновесия для і- го компонента на/— ой тарелке; v - мольный расход і — го компонента в паре, поднимающемся с тарелки питания, расчитанныи сверху вниз, т.е. по уравнениям для верхней части колонны; l-fi- мольный поток і — го компонента в жидкости. где lNj- мольный поток і - го компонента в жидкости, стекающей с нижней тарелки в куб; 6,- мольный поток і — го компонента в кубовом продукте, В - мольный расход кубового продукта, KN+tj- константа равновесия для і —то компонента в кубе колонны.
Для тарелок исчерпывающей части колонны: Здесь /j7- мольный поток /—го компонента в жидкости, стекающей с у- ой тарелки; Lj- мольный расход жидкости в нижней секции. Общие уравнения баланса и равновесия для колонны где VJJ - мольный поток і — го компонента в паре, поднимающемся с тарелки питания, рассчитанный «снизу вверх», v, f - мольный поток і-го компонента с тарелки питания, расчитанный «сверху вниз». Это уравнение покомпонентного баланса всей колонны, используемое для корректировки решения, полученного на этапе очередной итерации. 1-і Здесь b - номер компонента, принятого целевым; а;- коэффициент относительной летучести і — го компонента относительно целевого, т.е. Схема и алгоритм технологического расчета Центральной частью алгоритма технологического расчета является решение системы уравнений материального баланса. Решение уравнений осуществляется итерационным путем. На каждом шаге итераций уточняются профили температур и концентраций по колонне, концентрации продуктов разделения. Итерационный процесс продолжается до тех пор, пока не будет достипіута сходимость. Признаком достижения сходимости является то, что изменение профилей концентраций и температур не происходит, так же как и других величин. При этом достигаются условия
Экспериментальное исследование гидравлических и массообменных характеристик рулонной насадки
Для проведения гидравлических испытаний насадки создана экспериментальная установка. Установка состоит (рис. 3.3) из колонны 1 с внутренним диаметром 400 мм, воздуховода 2 с вентилятором 3 для подачи газа, водопровода 4, напорной 5 и накопительной 6 емкостей и насоса 7 для орошения насадочного слоя, В аппарате расположены следующие внутренние устройства: опорная решетка 8, распределитель газовой фазы 9, распределитель жидкой фазы 10. Для визуального наблюдения распределения жидкости предусмотрены окна 11. Для гидравлических испытаний при повышенных нагрузках по обеим фазам предусмотрена возможность установки внутрь колонны дополнительных стаканов с внутренним диаметром 370 и 250 мм.
В колонне организованно противоточное движение фаз. Воздух от вентилятора по воздуховоду подается в нижнюю часть аппарата. Далее он проходит через ситчатый распределитель, а в результате чего достигается равномерный профиль скорости на входе в слой насадки, В то же время жидкая фаза из напорной емкости подается на орошение слоя насадки в колонне. Предусмотрены две линии подачи орошения: с расходом 0 — 3,5 м/ч и 3 — 8 м /ч, соответственно. Для равномерного начального распределения жидкой фазы по сечению аппарата выше слоя насадки установлен трубчатый распределитель. Число точек орошения подобрано согласно рекомендациям [100]. Проходя через аппарат, жидкость распределяется по поверхности насадки, а газовая фаза занимает весь свободный объем аппарата- Далее жидкость поступает в накопительную емкость, а газ выбрасывается в атмосферу. Предусмотрена возможность возврата жидкости из накопительной емкости в напорную Эффективность средств автоматизации во многом определяется выбором комплекса технических средств (КТС), с помощью которых реализуются любые структуры управления. Система управления экспериментальной установкой спроектирована на базе серийно выпускаемых средств автоматизации и вычислительной техники, входящих в состав ГСП. Система предусматривает единую классификацию средств контроля и управления, унификацию входных и выходных сигналов, параметров питания, единых требований точности и надежности, введения единичного ряда габаритных и присоединительных размеров.
При выборе измерительных преобразователей учитывались факторы метрологического и режимного характера: допустимая погрешность, инерционность датчика, принципы измерения с гарантированной точностью, влияние окружающей среды на нормальную работу датчика, наличие недопустимых вибраций, магнитных, электрических полей Выбор датчиков проводился в два этапа: выбиралась и обосновывалась разновидность датчика; определялся типоразмер выбранного датчика.
Устройства получения информации предназначены для сбора и преобразования информации без изменения ее содержания о контролируемых и управляемых параметрах технологических процессов, Входом устройств являются естественные или унифицированные сигналы, выходом — соответствующие значения унифицированных сигнапов.
Основными характеристиками устройств являются: входная величина, используемая для передачи информации; статическая характеристика датчика; порог чувствительности; основная и дополнительные погрешности.
При измерении теплоэнергетических параметров в ГСП предусмотрено три вида выходных величин: электрический аналоговый, электрический частотный, пневматический.
Величины унифицированных выходных сигналов датчиков, применяемых на установке, регламентированы ГОСТ 9895-78, 26,010-80, 26.015-81.
Описание системы управления установкой Система автоматизированного управления процессом включает в себя объект автоматизации (лабораторный стенд для изучения работы абсорбционной установки) и систему автоматического управления режимами его работы-Средства локальной автоматики 1- Средства измерения расхода. Расход воздуха на входе в колонну. На воздуховоде установлена диафрагма камерная ДФС10-1150Б, перепад на которой измеряется по месту бесшкальным дифманометром — расходомером ДМЭР- Выходной токовый сигнал дифманометра подается на вторичный показывающий прибор КСУ4813050ДЮ2 (на щетте). Расход жидкости на входе в колонну. На трубопроводах подачи орошения установлены диафрагмы камерная ДК-6-5011а\2-2 ГОСТ 143221-73 т перепад давления на которых измеряется по месту бесшкальным дифманометром - расходомером. Выходной токовый сигнал дифманометра подается на вторичный показывающий прибор KCY4813050,002 (на щите). 2. Средства контроля уровня. Уровень воды в напорной емкости контролируется по уровнемерной трубке. Уровень воды в накопительной емкости контролируется ПО уровнемерной трубке. 3. Средства измерения температуры. Температура воздуха на входе в колонну измеряется термометром техническим жидкостным ртутным П4 на трубопроводе. Температура воды на входе в колонну определяется показаниями термометра технического жидкостного ртутного П4 на трубопроводе. 4. Средства измерения перепада давления. Гидравлическое сопротивление слоя насадки в диапазоне 0 — 380 Па измеряется преобразователем перепада давления Сапфир-22ДД-В по месту с передачей показаний па прибор контроля электрический, показывающий КСУ4813050002нащите.
Моделирование ректификационной установки разделения водногликолевого раствора
На стадии предпроектной разработки реконструкции сначала определяются возможности действующей установки по решению поставленной задачи. На основе уравнений материального баланса (2.1) — (2.15) при заданных исходных данных: расход и состав питания, физические характеристики компонентов смеси (мольная масса, температура кипения, критические параметры компонентов), диаметр и высота колонны, тип и число тарелок, определяется количество теоретических ступеней разделения, номер теоретической тарелки питания, флегмовое число, давление и температура на верху и в кубе колонны, распределение концентраций жидкой и паровой фаз по высоте колонны, количество дистиллята и кубового остатка.
Если состав компонентов наверху и в кубе колонны соответствует заданным значениям, тогда для заданного типа тарелки проводится гидравлический расчет и расчет эффективности по уравнениям (2.40) — (2,45), (2,52 - 2.53), в результате которого вычисляется число действительных тарелок. Тогда, когда число действительных тарелок, полученных в результате расчета, окажется больше, чем в действующей колонне решается вопрос о реконструкции тарелок или выбирается другой тип тарелок. Реконструкция тарелок осуществляется путем ее секционирования» реконструкции порогов или изменением свободного сечения тарелки. Введение таких изменений в конструкцию тарелки учитывается путем коррекции уравнений и граничных условий в уравнениях (2,40) — (2.45), (2.52-2,53). В том случае, когда число действительных тарелок, полученных в результате расчета соответствует количеству тарелок в действующей колонне и удается получить необходимое качество разделения путем изменения режимных параметров (флегмовое число, давление, расход питания) или в результате реконструкции тарелки, тогда выдается задание на проектирование реконструкции или рекомендация по режимным параметрам ведения процесса. Для действующей колонны сначала проводился ее расчет по схеме от тарелки к тарелке по теоретическим ступеням разделения при параметрах технологических режимов приведенных в таблице 4.1 Результаты расчета по методике Тиле - Геддеса показали, что в зависимости от расхода питания и флегмы, число ступеней обеспечивающих разделение данной смеси на гликоли и воду с получением МЭГ и воды в дистилляте и кубовом остатке соответствующим данным таблицы 4.1 (с погрешностью 17-22%) достаточно 4,5 — 5.
В укрепляющей части необходимо 2,5-3 теоретических тарелки, в нижней - 2. Смесь гликолей и воды, подаваемая на тарелку питания, содержит компоненты, температура кипения, которых при нормальных условиях существенно отличается друг от друга (МЭГ — 194,7; ДЭГ — 246; ТЭГ — 278,3) С. Поэтому в верхней части колонны выше тарелки питания, содержание ДЭГ, ТЭГ, ПЭГ очень мало. Здесь происходит разделение смеси состоящей, в основном» из моноэтиле игл иколя и воды. В нижней части колонны преобладает смесь из глнколей и воды Процесс разделения раствора в колонне характеризуется высоким содержанием воды в кубе и МЭГ на верху колонны. Высокое содержание воды в кубе и МЭГ на верху колонны обусловлено низкой разделительной способностью» невысокой эффективностью тарелок. Для получения МЭГ не ниже первого сорта в кубе данной колонны содержание воды должно быть не более 0Д% масс, а содержание МЭГ в дистилляте — не более 0,05% масс. Достижение этой цели, как показывает расчет, возможно при числе теоретических тарелок в колонне равном 9, при этом в укрепляющей части колонны это число равно 7, а в исчерпывающей — 2. Для повышения разделительной способности колонны необходимо увеличить к.п,д. тарелок или их количество, или использовать другие более эффективные типы контактных устройств Для определения необходимого количества тарелок в колонне требуется знание их эффективности. По известным распределениям продольной и поперечной скорости жидкости решается уравнение переноса массы (2-52) — (2,53)- Область интегрирования уравнения переноса массы идентична области интегрирования уравнений движения приближенным методом (рис- 2.2). Результаты расчета поля концентрации этиленгликоля представлены на рис. 4,2, Здесь распределения 1-3, 2-3, 3-3 соответствуют концентрациям МЭГ в сечениях рис. 2.2 на клапанной тарелке под номером 3, считая снизу колонны. Разделяемая смесь: этиленгликоль-диэтилен гликоль. Распределения 1-8, 2-8, 3-8 соответствуют концентрациям МЭГ в сечениях на рис- 2-2 на ситчатой тарелке под номером 8, считая снизу колонны- распределяемая смесь этиленгликоль — вода, т,к, в верхней части колонны содержание ДЭГ, ТЭГ мало. Проведенные расчеты эффективности по Мэрфри клапанной и ситчатой тарелок по данным, приведенным в таблице 4.1., показали следующие результаты.
Среднее значение эффективности по Мэрфри для клапанной тарелки составляет Еу = 0,49, а ситчатой - Еу 0,37. Принимая в верхней части колонны, где расположены ситчатые тарелки, а в исчерпывающей части, где расположены клапанные тарелки, их среднее значение эффективности можно определить число теоретических ступеней разделения в верхней и нижней частях колонны. Поскольку в нижней части колонны расположено 4 действительных ступени, то число теоретических ступеней будет пт =Eyng 0,49 4 « 2. В верхней части колонны размещено 8 действительных ступеней, число теоретических тарелок будет пт = Eyng « 0,37 - 8 « 3, Общее число для данного режима в колонне равно 5. При разделении водногликолевого раствора для получения необходимого качества разделения в соответствии с поставленной задачей число теоретических ступеней в верхней части колонны должно быть равным 7. В этом случае необходимо установить в верхней части колонны 19 действительных тарелок:
