Многокомпонентная абсорбция

При разделении Многокомпонентной смеси углеводородных газов коэффициент извлечения компонента увеличивается с повышением его молекулярной массы.

Коэффициентом извлечения ( ) называется отношение количества извлеченного компонента к его содержанию в исходной смеси: .

Расчет абсорбции «сухих» газов (извлекается 10 - 15 % от общего количества) по методу Кремсера основан на следующих допущениях:

1. мольные потоки газа (G) и поглотителя (L) мало меняются по высоте аппарата, их принимают постоянными;

2. при растворении плохо растворимых газов выделяется небольшое количество тепла, поэтому изменение температуры (t) по высоте колонны не учитывается;

3. абсорбция проводится при повышенном давлении, по сравнению с которым гидравлическое сопротивление тарелок невелико, поэтому давление (P) в колонне принимается постоянным;

4. при неизменных Р и t константы равновесия ( ) углеводородных компонентов для всех тарелок колонны одинаковы; 5. поглотитель, поступающий в абсорбер, не содержит извлекаемых компонентов, т.е. ; 6. с учетом пунктов 1-4 неизменным по высоте колонны является фактор абсорбции i-ого компонента ; 7. на тарелках достигается равновесие между газом и поглотителем, т.е. тарелки являются теоретическими. Уравнение материального баланса по i-ому компоненту для тарелок - первой, второй,... N - ой:

Изменение концентрации извлекаемого компонента в газе и жидкости в противоточном абсорбере

(1)

(2)

…….

(3)

Уравнение равновесия между фазами имеет вид: или .

Исключая из уравнений (1) - (3) величины , имея в виду, что , , получили:

(4)

(5)

…….

(6)

Складываем, правые и левые части (1) – (6) и получаем:

(7)

Подставляем последовательно правые части из последующих уравнений в предыдущие:

(8)

Находим из (8):

(9)

Подставляем (8) в (7):

(10)

Находим отношение из (10):

(11)

Коэффициент извлечения :

(12)

Подставляя (11) в (12) получим уравнение Кремсера:

(13)

По уравнению (13) построен график, который широко используется практике проектирования.

Имея необходимый коэффициент извлечения ( ) одного из компонентов (так называемого ключевого), можно определить по графику фактор абсорбции ( ) для него, задавшись числом (n) теоретических тарелок.

Затем по известным давлению Р и температуре t находим константы равновесия , для всех компонентов смеси по номограмме.

Пользуясь равенством вычисляем факторы абсорбции всех других (i) компонентов: .

По найденным , при том же числе тарелок n находим коэффициенты извлечения компонентов, смеси, рассчитываем ее состав на выходе из абсорбера.

Расчет абсорбции «жирных» газов выполняется с учетом изменения температуры на тарелках за счет выделения тепла растворения. Используется метод последовательных приближений.

Поиск по сайту: