Мат модель процесса ректификации Ректификация это процесс разделения жидких смесей, взаим раствор компонетнтов, различ–ся температурой кипения на отдельные фракции. Ректиф осущ путем противоточ многократ контактир неравно–х фаз, т.е. более нагретой паровой фазы и жид фазы с меньшей темп–й. При контакт фаз протек процессы тепломассообмена. По мере движ потоков в колонне происход многократ частич процессы конденсации паров и испарения жид–ти. Низкокип комп–ты переход из жид–ти в пар, а высококипящ из пара в жид–ть. Процесс ректифик осущ в колоннах ректиф с контакт устр–м тарельч или насадоч типа. Для образ нисходящ потока жид–ти сверху колонны отводят тепло, а для образ восход потока пара вниз колонны подводят тепло. Сверху колонны получ ректификат или дистиллят, а снизу кубовый остаток.

Осн пар–ры процесса: число теоретич тарелок N и флегмовое число R/

Примен 2 вар–та расчета ректиф: 1. Заданы расход и состав сырья колонны и треб опред пар–ры W и R. 2.  Заданы расход и состав сырья,  пар–ры N и R, треб опред составы получаемых продуктов.

Колонны ректификации различ полные, неполные и сложные. Полная колонна сост верх (укрепл) и нижней (исчерп) части, располож ниже и выше водосырья.  У неполной колонны только одна часть: укрепл или отгон. В первом случ нет особых треб–й к остатку, во втором случ нет реглам к кач–ву ректификата. В слож колоннах кроме ниж и керх продукта, выводят промеж фракции напрямую или через встроенные стриппинг–секции.

Питание, т.е. исход смесь, поступ в сред часть колонны на тарелку питания. В рез–те подвода тепла в ниж часть колонны и отвода тепла сверху созд встреч потоки пара и жид–ти, что приводит к возник–ю движ сил вызывающий многофаз перенос в–ва. Контакт м/у фазами осущ на тарелке. С верха колонны в виде паров отвод фракция Д, содерж низкокип комп–ты, а с низу колонны вывод жид фракц содержащ высокип комп–ты. Этот поток раздел на куб остаток W и поток R, поступ в испаритель. Пары фракции Д проход ч/з конд–р–холод 3, образующийся конденсат поступ в емкость 4, откуда отвод как целевой продукт колонны Р, а часть этого потока в виде флегмы или холод орошения возвращ в колонну. Жид фракция проход ч/з испар–ль 1. В рез–те нагрев ж=ти в испарителе, за счет подвода водяного пара к трубч змеевику часть ее испар и в виде паров возвращ в колонну, как теплоноситель.

Работу колонны хар–ют след факторы: 1. Скорость, с которой можно выполнять разделение; 2. Затраты энергии на разделение; 3. Четкость разделения.

Составление мат. модели колонны ректификации В рез–те возмущ возд–я процесс ректификации выходит из динамич равновесия, в рез–те чего составы жид–ти и пара, темп и давл в колонне начин изм–ся. Выведем ДУ процесса ректиф использ  мат баланс низкокип компонента. Для этого необход записать систему ур–й балансов по жид–ти и пару для кажд тарелки. Кажд тарелка представл ем–ть, в котор поступ жид–ть в колич–ве g в составе х по НКК и пар в кол–ве G с составом y Одновр с тарелки стекает жид–ти в кол–ве g с составом x1 и уходит пар в ко–ве G с составом y1.

gx+Gy-gx₁-Gy₁=0  - уравнение равновесия  (1)

Пусть в какой то момент вр состав скачкообраз изм на вел–ну Δх, тогда ур–е переход процесса будет

        (2)

Н – кол–во жид–ти в тарелке. Вычитая из (2) ур–е (1) получ:

           (3)

Известно, что х₁ и у₁ связаны ур–м кривой равновесия, которая в пределах одной тарелки можно выразить ур–ем:   

у₁=ах₁+b            Δy₁=aΔx₁              (4)

a,  b – постоянные. Подставл (4) в (3):