ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ТРЕХКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ

Теоретически обосновано, что для схемы разделения трехкомпонентных смесей с выделением высококипящего компонента в первой колонне существует область исходных составов, для которой тепловые затраты оказываются наименьшими. Приведено выражение, описывающее границу областей оптимальности различных схем разделения. Выполненный с использованием программного пакета Aspen Plus расчет затрат теплоты для обеих схем ректификации трехкомпонентных смесей подтвердил теоретическое обоснование наличия областей оптимальности для каждой из них. С помощью понятия внутреннего энергосбережения объяснено преимущество той или иной схемы разделения трехкомпонентной смеси.

ректификация, тройные смеси, флегмовое число, минимальный паровой поток, внутреннее энергосбережение при ректификации

1. Halvorsen I.J., Skogestad S. Energy efficient distillation // J. Natural Gas Sci. and Eng. 2011. V. 3. № 4. Р. 571-580. doi:10.1016/j.jngse.2011.06.002

2. Koehler J., Poellmann P., Blass E., A rewiev on minimum energy calculations for ideal and nonideal distillations model // Ind. Eng. Chem. Res. 1995. V. 34. P. 1003-1020.

3. Nakaiwa M., Ohmori T. Process intensification for energy savings through concept of «detuning» from ideal state // Translation from Synthesiology. 2009. V. 2. № 1. P. 51-59.

4. Nakaiwa M., Huang K., Endo A., Ohmori T., Akiya T., Takamatsu T. Internally heat-integrated distillation columns: a review // Chem. Eng. Res. Design. 2003. V. 81 (1). Р. 162-177.

5. Kim Y.H. Design and control of energy-efficient distillation columns // Korea J. Chem. Eng. 2016. V. 33. Р. 2513-2521.

6. Sun L., Li J., Liu X., Li Q. Research on configurations of thermally integrated distillation column (TIDC) // China University of Petroleum. 2011. V. 1. № 143. P. 335-339

7. Saxena N., Mali N., Satpute S. Study of thermally coupled distillation systems for energy-efficient distillation // Indian Academy of Sciences. 2017. V. 42. P. 119-128.

8. Львов С.В. Некоторые вопросы ректификации бинарных и многокомпонентных смесей. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 166 с.

9. Корабельников М.М. Синтез и анализ технологических схем ректификации многокомпонентных зеотропных смесей: дис. … канд. техн. наук. М., МИТХТ, 1978. 110 с.

10. Буев Д.Л., Тимошенко А.В. Оптимальные схемы разделения синтетических жирных кислот С5-С20// Хим. пром. 2000. № 10. С. 24-27

11. Тимошенко А.В., Тимофеев В.С., Паткина О.Д. Оптимальные по энергозатратам схемы рек- тификации смесей бензола и алкилбензолов // Хим. пром. 1998. № 4. С. 41-44.

12. Захаров М.К., Швец А.А. Выбор оптимальной схемы ректификационной установки для разделения трехкомпонентных смесей // Хим. технология. 2016. Т. 17. № 6. C. 256-262.

13. Захаров М.К., Швец А.А., Бойчук А.А. Расчет минимального флегмового числа при ректификации некоторых реальных бинарных смесей // Тонкие химические технологии. 2015. Т. 10. № 6. С. 53-57.

14. Захаров М.К. Оценка трудности разделения жидких смесей методами ректификации // Хим. технология. 2017. Т. 18. № 4. С.

15. Данилов Р.Ю., Петлюк Ф.Б., Серафимов Л.А. Режим минимальной флегмы в простых ректификационных колоннах // ТОХТ. 2007. Т. 41. № 4. С. 394-406.

16. Мавлеткулова П.О., Серафимов Л.А., Архипова Л.А. Сравнение режимов первого и второго заданного разделения при ректификации трехкомпонентных зеотропных смесей // Вестник МИТХТ. 2013. Т. 8. № 6. С. 54-58.

17. Захаров М.К., Мартынова М.М., Прусаченкова М.И. Сравнение затрат теплоты при разделении бинарных смесей методами дистилляции и ректификации // Хим. технология. 2017. Т. 18. № 1. С. 43-48.