Визначення оптимального числа флегми для ректифікаційної колони циклічної дистиляції та порівняння його із стаціонарним

Abstract

Останнім часом зросло виробництво та використання біопалива, яке практично не поступається бензину. Відомо, що більше 50% спирту використовується з технічною метою. Проведені експериментальні дослідження в галузі дистиляції етанолу показують, що процес розділення компонентів має значний потенціал. Як механізм інтенсифікації процесу на шляху підвищення ефективності масообмінного обладнання, наприклад ректифікаційної колони, успішно використовується метод циклічної дистиляції з роздільним рухом фаз. Проведення кількісного порівняння традиційного режиму дистиляції з циклічним було здійснене за допомогою математичного моделювання обох режимів, при якому відображався взаємозв ’язок між основними параметрами процесу. Для визначення оптимального співвідношення між капітальними та поточними витратами використовується оптимальне значення флегмового числа як мінімуму функціональної залежності умовного об ’єму колони від флегмового числа. Із збільшенням флегмового числа зменшується кількість тарілок і відбувається перерозподіл співвідношення кількості тарілок у вичерпній і концентраційній частинах колони. За результатами математичного моделювання ректифікаційної колони, при виробництві біоетанолу, за умови концентрації дистшяту 95% об. та концентрації живлення 10% об. отримана залежність кількості тарілок колони від величини флегмового числа. Оптимальне флегмове число для циклічної дистшяції на 25% менше за загальноприйняте, при умовному об’ємі колони в 2,2раза менше для циклічної дистшяції. Економічний ефект від підвищення ефективності розділення циклічної дистшяції перерозподіляється між економією пари та кількістю тарілок ректифікаційної колони. Розрахунки показали максимальну економію пари до 30% при зменшенні кількості тарілок в 1,5раза та відсутність економії пари при зменшенні кількості тарілок в 2,6раза.