Специальные режимы ректификации и их использование в оптимизации химико-технологических схем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.04, кандидат наук Мавлеткулова, Полина Олеговна

• Мавлеткулова, Полина Олеговна
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Мавлеткулова, Полина Олеговна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Обратимая ректификация

1.2. Термодинамические потери в процессе ректификации

1.3. Режим минимальной флегмы

1.4. Тангенциальный пинч

1.5. Режим бесконечной разделительной способности (бесконечная флегма в бесконечных колоннах)

1.6. Синтез оптимальных схем ректификации

1.7. Критерии оптимизации

1.8. Выводы по литературному обзору, формулирование цели и задач диссертационного исследования

ГЛАВА 2. ДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РЕКТИФИКАЦИИ

2.1. Общие свойства динамических систем ректификации многокомпонентных смесей

2.2. Структура и основные элементы математической модели непрерывной ректификации многокомпонентных смесей

2.3. Вывод и анализ простой математической модели процесса ректификации многокомпонентных смесей

2.4. Режим бесконечного флегмового числа и реализация особых точек динамической системы

2.5. Общие условия появления особых точек

2.6. Типы особых точек динамической системы ректификации

ГЛАВА 3. СПЕЦИАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РЕКТИФИКАЦИИ

3.1. Режим четкого и получеткого разделения

3.2. Режим четкой ректификации

3.3. Режим обратимой ректификации

3.4. Режим первого класса фракционирования

3.5. Режим минимального флегмового числа

3.6. Пинч-режим

3.7. Режим ректификации при бесконечном числе ступеней разделения и

бесконечном флегмовом числе

ГЛАВА 4. АНАЛОГИ ЕДИНИЧНЫХ МНОГООБРАЗИЙ КАК ЭЛЕМЕНТЫ КАЧЕСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИСТИЛЛЯЦИИ И РЕКТИФИКАЦИИ

4.1. Единичные К- и а-многообразия процесса открытого равновесного испарения

4.2. Теоретический анализ аналогов единичных К- и а-многообразий

ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ОТДЕЛЬНЫХ СПЕЦИАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

5.1. Выявление активных фракций

5.2. Определение количества активных фракций в и-компонентных зеотропных смесях и построение графов разделения

5.3. Критерий выбора оптимального варианта разделения

5.4. Сравнение режимов первого и второго заданного разделения при ректификации трехкомпонентных зеотропных смесей

5.5. Сравнение режимов четкого разделения при ректификации трехкомпонентных зеотропных смесей

5.6. Анализ затрат на получение отдельных фракций при разделении четырехкомпонентных зеотропных смесей

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Специальные режимы ректификации и их использование в оптимизации химико-технологических схем»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Ректификация является одним из самых энергетически затратных процессов разделения. Вместе с тем это самый распространенный в российской и зарубежной промышленности метод разделения многокомпонентных жидких смесей. По универсальности ему нет равных. Поэтому актуальным является поиск решений, которые позволят снизить энергопотребление.

Применение рассматриваемого процесса с целью выделения практически чистых компонентов из многокомпонентных смесей подразумевает использование линейных схем или функциональных комплексов, состоящих из нескольких колонн ректификации, охваченных рециклом. Число и параметры работы колонн зависят от компонентности и степени неидеальности исходной смеси. При выборе из ряда линейных схем или комплексов, известных на сегодня, оптимального по энергетическим и капитальным затратам варианта, необходимы качественные и количественные способы, построенные на тер-модинамико-топологическом анализе диаграмм фазового равновесия, теории динамических систем, а также достижениях в области математического моделирования и оптимизации технологических процессов. Теория динамических систем в сочетании с термодинамико-топологическим анализом позволяет качественно решить многие вопросы ректификации, а математическое моделирование, основанное на принципе перехода от технологической схемы к конкретному аппарату, позволяет определить оптимальный способ разделения многокомпонентной смеси с использованием процесса ректификации или сочетания данного метода с другими.

Определяющую роль в оптимизации объектов химической технологии играет структура технологической схемы, особенно в случаях, когда наряду с аппаратами химического превращения для выделения целевого продукта используют однородные или разнородные схемы разделения. Оптимизация отдельных аппаратов, независимо от того является этот аппарат реактором или

ректификационной колонной, позволяет улучшить его работу на несколько процентов от среднего результата работы этого аппарата. Диапазон возможного улучшения процесса ограничен пятью - десятью процентами. В то же время сравнение вариантов однородных технологических схем ректификации, число которых возрастает с числом исходных компонентов, показывает, что наилучший с точки зрения энергетических затрат вариант может потреблять в два раза меньше энергии, чем наихудший вариант. Обычно в таких случаях капитальные затраты при переходе от одного варианта к другому остаются примерно постоянными.

Задача усложняется, если рассматривать промышленные смеси сложной физико-химической природы (например, азеотропные смеси). Подход к разделению и оптимизации в случае таких многокомпонентных смесей требует перехода к новой стратегии. Неизменным остается только принцип «от технологической схемы - к аппарату». Технологической единицей в этом случае является функциональный комплекс или совокупность таких комплексов. Например, для функционального комплекса экстрактивной ректификации характерно наличие обратной связи, так как аппараты такого комплекса охватываются рециклом. Комплексы могут быть ориентированы на один или на несколько методов разделения (в основном, на два). В этом случае значение приобретают методы наиболее близкие к обратимому процессу (например, к обратимой ректификации).

Необходимо отметить, что сравнивать энергозатраты отдельных вариантов можно только, когда есть возможность подсчитать минимально возможные затраты энергии (тепла) на разделение многокомпонентной смеси, используя режим минимального флегмового числа.

Несмотря на широкое распространение процесса ректификации во всем мире, многие задачи ректификационного разделения многокомпонентных смесей до сих пор не решены или решены частично. Это касается разделения даже наиболее простых неидеальных многокомпонентных зеотропных смесей.

Целыо настоящей работы является определение оптимальных структур технологических схем разделения трех- и четырехкомпонентных зео-тропных неидеальных смесей, что позволит снизить энергетические затраты на ректификацию.

Для достижения указанной цели необходимо было решить ряд задач:

1) Проанализировать особенности математической модели процесса ректификации, основанной на наличии двух приграничных диффузионных слоев и турбулированных контактирующих потоков жидкости и пара, и использовать данную модель для качественных исследований процесса.

2) Выделить и изучить группу специальных (виртуальных) режимов ректификации многокомпонентных смесей на основании исследований общих свойств динамической системы процесса. Показать, что данные режимы, и особенно их сочетания в одной колонне, имеют принципиальное значение в качественных и количественных исследованиях на этапе предпроектной подготовки.

3) Применить свойства отдельных специальных режимов ректификации к решению конкретных практических задач, а именно, для выявления оптимальных вариантов линейных технологических схем разделения.

Научная новизна.

1. Впервые выявлены общие свойства динамических систем ректификации многокомпонентных смесей при конечных флегмовых числах.

2. Предложено математическое выражение аналогов единичных К- и а-многообразий, свойственных выбранной диффузионной модели и необходимых для выявления структур диаграмм динамических систем ректификации.

3. Впервые специальные (виртуальные) режимы ректификации описаны в терминах теории динамических систем и сшитых траекторий. Нами показано, что использование при анализе свойств отдельных специальных режимов или их сочетаний (гибридных режимов) позволяет качественно определить условия достижимости фракций необходимого состава, а также коли-

чественно оценить минимальные энергетические затраты на разделение многокомпонентных смесей в отдельном аппарате или в технологической схеме.

4. Для разделения зеотропных смесей разработан научно обоснованный подход к выбору из полного множества вариантов технологических схем ректификации оптимального, основанный на принципе «от технологической схемы - к отдельному аппарату», построении графов разделения, вершинами которых являются активные фракции, с учетом повторения границ деления (модификация обобщенного графа) и использовании свойств специальных режимов ректификации. Данный подход является наглядным и позволяет сократить количество расчетов.

Теоретическая п практическая значимость

1. Разработан общий подход к синтезу полного множества вариантов технологических схем ректификации многокомпонентных зеотропных смесей с построением графов разделения и анализом всех промежуточных фракций и с последующим выбором из этого множества оптимальной схемы. Данный подход основан на принципе «от технологической схемы - к отдельным аппаратам» и соответствует теории больших систем, согласно которой оптимальное функционирование технологической схемы не есть аддитивная сумма оптимального функционирования ее элементов.

2. На примерах разделения конкретных модельных и промышленных зеотропных трех- и четырехкомпонентных смесей даны рекомендации по ведению процесса в том или ином варианте технологической схемы, в зависимости от состава исходной смеси.

3. Результаты диссертационной работы включены в новый курс лекций «Специальные режимы ректификации», читаемый в МИТХТ им. М.В. Ломоносова в рамках подготовки магистров по направлению «Химическая технология».

Методология и методы исследования

При выполнении диссертационной работы были использованы элементы теории дифференциальных уравнений, топологии, фундаментальные по-

ложения термодинамико-топологического анализа, достижения в области теории динамических систем и вычислительный эксперимент на основании адекватных математических моделей, отраженных в современном программном продукте (программа расчета минимального флегмового числа БезШЮе-51£пег).

На защиту выносятся:

1. Подход к определению оптимального варианта технологической схемы разделения трех- и четырехкомпонентных зеотропных смесей с использованием в качестве инструмента точного метода расчета минимального флегмового числа.

2. Исследование и анализ специальных (виртуальных) режимов и их сочетаний с целью проведения качественного анализа процесса ректификации многокомпонентных смесей.

3. Результаты выявления оптимальных вариантов технологических схем разделения трех- и четырехкомпонентных неидеальных зеотропных смесей.

Степень достоверности и апробация результатов

Степень достоверности результатов, полученных в работе, подтверждается высокой точностью метода расчета минимального флегмового числа, используемого в проектном варианте постановки задачи.

Результаты диссертационной работы были представлены на V молодежной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии - 2013» (Москва, 2013).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 научных работ (в том числе 8 статей в научных журналах, рекомендованных ВАК, и тезисы доклада на научной конференции).

В первой главе представлен литературный обзор работ, посвященных некоторым предельным режимам процесса ректификации, синтезу оптимальных схем ректификации и основным критериям, по которым проводят опти-

мизацию. На основе анализа существующей литературы сформулированы цель и конкретные задачи диссертационного исследования.

Во второй главе рассмотрены основные свойства диффузионной математической модели многокомпонентной ректификации. В главе получено новое доказательство известного положения о том, что используемая в работе динамическая система ректификации реализует только особые точки типа обобщенный узел и обобщенное седло.

В третьей главе выделена и изучена группа специальных (виртуальных) режимов ректификации, которые имеют принципиальное значение в качественных и количественных исследованиях этого сложного процесса на этапе предпроектной подготовки. Объединяет специальные режимы то, что их организация для бинарных и многокомпонентных смесей предполагает бесконечное число ступеней разделения, что практически неосуществимо.

В четвертой главе для динамической системы многокомпонентной ректификации предложены аналоги единичных К- и а-многообразий процесса открытого равновесного испарения. Исследование данных аналогов позволяет выявить особенности структур диаграмм динамических систем ректификации многокомпонентных смесей с учетом массопереноса.

В пятой главе показана возможность использования свойств специальных режимов ректификации для решения практических задач. Для разделения зеотропных смесей предложен научно обоснованный подход к синтезу полного множества вариантов технологических схем ректификации, включающий построение графов разделения, вершинами которых являются активные фракции, с учетом повторения границ деления.

С использованием точного метода определения минимального флегмо-вого числа были определены наименее энергозатратные варианты технологических схем ректификации трех- и четырехкомпонентных зеотропных смесей.

Диссертационное исследование выполнено при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (проект № 13-03-00222-а) и в рамках государственного задания Минобрнауки РФ № 10.99.2014/К.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Теоретические исследования процесса ректификации имеют важное практическое значение, поскольку они в значительной степени расширяют и уточняют наши представления о пределах применения данного метода разделения. В монографии [1], вышедшей в 1983 году, были приведены общие качественные закономерности некоторых режимов процесса ректификации, названных авторами предельными. Среди них: режим обратимой ректификации, режим бесконечной разделительной способности (бесконечная флегма в бесконечных колоннах), режим минимальной и полной флегмы. Анализ перечисленных режимов позволил авторам сделать важные выводы о возможностях и ограничениях процесса ректификации, а также предложить методы расчета предельных режимов. Остановимся на некоторых из них более подробно.

1.1. Обратимая ректификация

В 1947 году в журнале Chemical Engineering Progress была опубликована статья М. Бенедикта, которая в 1949 году была переведена на русский язык и опубликована в сборнике «Физическая химия разделения смесей. Дистилляция и ректификация» [2]. В статье Бенедикта ректификация определена как потенциально обратимый процесс. В середине 60-х годов прошлого века Ф.Б. Петлюком была проведена работа по исследованию ректификации идеальных бинарных и тройных смесей, результаты которой были опубликованы в книге В.М. Платонова и Б.Г. Берго [3] в разделе «Обратимый процесс многокомпонентной ректификации». В дальнейшем в работах Л.А. Серафи-мова и Ф.Б. Петлюка был решен вопрос об обратимой ректификации для смесей любой природы и компонентности. Совместные работы учеников Ф.Б. Петлюка и Л.А. Серафимова обобщены в монографии [1]. Книга содержит главу «Термодинамически обратимая ректификация». Результатами данных работ явились алгоритмы и расчетные программы.

При адиабатической ректификации в колоннах конечной высоты в каждом сечении имеет место неравновесность между паром, поднимающимся с нижележащей ступени, и жидкостью, стекающей с вышележащей ступени. В любом сечении колонн с дифференциальным изменением состава фаз по высоте (пленочные, насадочные) в принятых условиях также наблюдается неравновесность.

В адиабатических ректификационных колоннах бесконечной эффективности термодинамическое равновесие достигается только в зонах постоянных составов, где процесс ректификации становится обратимым.

Если равновесие фаз имеет место в каждом сечении колонны, то осуществляется термодинамически обратимая ректификация. Такой процесс характеризуется бесконечным числом ступеней разделения, бесконечно малой скоростью изменения состава контактирующих фаз и их количеств, дифференциальным подводом тепла или холода по высоте аппарата [1] (рис. 1.1).

-► О

-о

+<3

_► V/

Рис. 1.1. Схема подвода и отвода тепла (С£) колонны термодинамически обратимой

ректификации.

Рассматриваемый процесс можно представить как равновесный неэк-вимолярный массообмен между фазами в условиях, когда сопротивление со стороны жидкой фазы и со стороны паровой фазы равно нулю. Последнее означает, что граничные концентрации у[, х{ равны соответственно концентрациям в ядрах потока^! и а сам процесс массопереноса идет обратимо.

На рис. 1.2 приведены профили концентраций для рассматриваемого процесса в окрестности границы раздела фаз. Учитывая, что в общем случае для неравновесного массопереноса справедливы уравнения:

¿Я1 = Лп(уг-У№ (1-1) ¿41 = - (1.2) где dq\ - число молей первого компонента, переданных из фазы в фазу, а с1Р-элемент поверхности межфазного контакта. Очевидно, что при условиях принятых выше уг = у и х = хг, = 0.

Ж П

I У х=х"

у=у' г X

Рис. 1.2. Профили концентраций пара и жидкости вблизи границы раздела фаз при обратимой ректификации. П - пар; Ж - жидкость; уг и хг - концентрации пара и жидкости на границе раздела фаз; у и х - концентрации пара и жидкости в ядре потока.

Таким образом, в реальном процессе количество переданной из фазы в фазу массы компонентов должно равняться нулю, что в свою очередь говорит о практической неосуществимости обратимого массопереноса, также как и обратимой ректификации. Однако изучение такого процесса, с одной стороны, позволяет глубже понять особенности реальной ректификации, а с другой, указывает направление, в котором желательно изменять процесс ректификации для улучшения его термодинамического коэффициента полезного действия. Авторы [1] отмечают, что если осуществлять промежуточный подвод тепла и холода по высоте колонны, то реальный процесс ректификации можно приблизить к идеальному обратимому процессу.

Для понимания сущности процесса обратимой ректификации автор [4] сопоставляет его с обратным ему гипотетическим процессом обратимого

смешения потоков разного состава. В верхнюю точку верхней секции вводится продукт, более тяжелокипящий, в нижнюю точку - более легкокипя-щий (рис. 1.3).

г-XV

р

(5

— в

Рис. 1.3. Схема колонны термодинамически обратимого смешения.

Оба продукта должны содержать одни и те же компоненты. А фигуративные точки их составов должны располагаться на прямой, проходящей через ноду жидкость - пар, для состава образуемой смеси. Все уравнения математического описания обратимой ректификации сохраняют свою силу для обратимого смешения, необходимо только поменять индексы верхней и нижней секций. В процессе обратимого смешения, как и в процессе обратимой ректификации, тепло подводится в нижнюю секцию и отводится из верхней. Однако при обратимом смешении температура в колонне возрастает снизу вверх. В отличие от прямого процесса ректификации тепло подводится при низких температурах и отводится при высоких. Эти тепловые потоки могут быть использованы для получения работы или для обеспечения ректификации другой смеси. Иными словами, согласно [4] процесс обратимого смешения идет не с затратой, а с получением работы, которая равна по величине работе разделения в прямом процессе для той же смеси.

1.2. Термодинамические потери в процессе ректификации

В процессе ректификации неизбежно возникают внутренние термоди-

намические потери, обусловленные гидравлическим сопротивлением и конечными движущими силами при массопередаче на тарелках [3]. Наличие гидравлического сопротивления приводит к увеличению перепада температур в колонне и уменьшению относительной летучести разделяемых компонентов. В конечном итоге энергетические затраты на разделение увеличиваются.

Наименьшие термодинамические потери в отдельных разделительных элементах соответствуют равномерному распределению конечных движущих сил (противоток), наибольшие потери возникают в элементах полного перемешивания.

Наряду с внутренними потерями в реальных установках имеются внешние термодинамические потери (обусловленные конечными температурными напорами в теплообменниках), потери тепла и холода в окружающую среду, гидравлические потери в компрессорах и т.д.

Отношение минимально необходимой работы, которую надо затратить при полностью обратимом процессе, к работе, затрачиваемой на ректификацию в реальной колонне, представляет собой общий термодинамический коэффициент полезного действия (к.п.д.) процесса в рассматриваемых условиях. Этот к.п.д. является произведением частных к.п.д., которые необходимо знать для анализа процесса.

Например, общий термодинамический к.п.д. кислородных установок составляет 18 %; установок перегонки нефти - 12 %; разделения пирогаза -5%; к.п.д. установок разделения изотопов ректификацией равняется 0,01-0,001 % [3].

Уменьшение внешних потерь в теплообменниках может быть достигнуто путем применения теплового насоса. Этот метод особенно эффективен при разделении близкокипящих смесей и, в частности, изотопов [5, 6].

Внутренние потери из-за гидравлического сопротивления могут быть уменьшены путем использования специальных конструкций тарелок и насадок [7]. Это особенно важно для колонн, работающих под вакуумом, а также

для колонн разделения изотопов, в которых гидравлические потери могут быть очень велики.

Основные идеи обратимой ректификации были положены в основу создания ректификационных схем разделения со связанными тепловыми и материальными потоками [3, 5-11]. Данная идея также может быть реализована путем применения колонн с перегородками [12, 13]. Промежуточной термодинамической эффективностью между традиционными технологиями ректификации и комплексами с полностью связанными тепловыми и материальными потоками обладают системы с частично связанными тепловыми потоками [10]. Такие системы применяются при разделении нефти и воздуха.

1.3. Режим минимальной флегмы

Режим минимальной флегмы характеризуется конечными и постоянными, если пренебречь тепловыми взаимодействиями между фазами, потоками пара и жидкости по секциям колонны. В отличие от обратимой ректификации условия наименьшей возможной флегмы и соответственно условия фазового равновесия достигаются только в определенных сечениях, называемых зонами постоянных составов [1].

Режим минимальной флегмы представляет большой практический интерес, поскольку наиболее экономичные реальные режимы ректификации по своим параметрам близки к режиму минимальной флегмы. Вместе с тем исследование режима минимальной флегмы имеет большое значение для разработки новых схем и способов разделения.

До появления работ [14-17] российскими [18-50] и зарубежными [5182] авторами предлагались различные приближенные методы расчета минимального флегмового числа. Подробный обзор этих методов изложен в [17, 83].

Все методы расчета минимального флегмового числа можно разбить на следующие группы:

1. приближенные методы, основанные на различных представлениях о природе многокомпонентных смесей;

2. методы, основанные на упрощенных представлениях о фазовом равновесии;

3. эмпирические методы;

4. точные методы.

К первой группе относятся методы, которые упрощают расчет, снижая его точность. Как правило, такие методы предназначены для идеальных смесей. Это метод Львова, в дальнейшем модифицированный C.B. Львовым и Л.А. Серафимовым [43], метод Михайловского Б.Н. [38, 39], метод Кондратьева A.A. [27-37], метод Багатурова С.А. [18, 19] и метод Джиллиленда [59].

Метод Львова-Серафимова пригоден для расчета идеальных и неидеальных смесей и дает приемлемые для практики результаты. Он основан на том, что флегмовое число и число тарелок находятся расчетом ректификации некоторой бинарной системы, образованной двумя компонентами разделяемой смеси (определяющая пара). Такой определяющей парой считается одна из возможных комбинаций легкого и тяжелого компонентов, для которой минимальное флегмовое число имеет наибольшее значение.

Метод Б.Н. Михайловского основан на допущениях о постоянстве относительных летучестей и количеств пара и жидкости по высоте колонны. Михайловский предложил полуэмпирические уравнения для определения числа тарелок, минимального флегмового числа, состава продуктов разделения и состава смеси в районе ввода питания.

A.A. Кондратьев предложил метод определения минимального флегмового числа, исключающий потарелочный расчет колонны и позволяющий учитывать изменение относительных летучестей компонентов и молярных потоков жидкости и паров по высоте колонны [36]. Метод заключается в поочередном расчете зон постоянных составов (ЗПС) укрепляющей и отгонной

секций колонны до получения заданных концентраций одного из компонентов в дистилляте, а другого - в кубовом продукте.

Вторая группа методов описана в работах Андервуда [73-77]. Он оказал наибольшее влияние на дальнейшее развитие представлений в решении вопроса определения минимального флегмового числа. Андервуд предложил систему уравнений, связывающую составы продуктов ректификации и минимальное флегмовое число. Данный метод содержит ряд допущений, а именно, относительные летучести компонентов и мольные потоки пара и жидкости в секциях колонны полагаются постоянными. Рассматривается простая колонна с двумя продуктовыми потоками и с одним потоком питания. Это делает данный метод неприменимым для неидеальных, даже зео-тропных смесей, поскольку в общем случае относительные летучести компонентов зависят от состава. Однако в рамках принятых допущений метод Андервуда является строгим.

Поскольку Андервуд не дал обоснования своих уравнений, усилия многих исследователей были впоследствии направлены на выяснение условий их применимости. Например, в работах [20-26] были исследованы корни уравнения Андервуда для прямой и обратной ректификации.

Отметим, что именно данный метод практически всегда используется для расчетов минимального флегмового числа при выборе оптимальных схем разделения.

В работе [61] приводится эмпирический метод расчета минимальной флегмы, так называемый «метод наименьшего угла». Он основан на построении траектории обратимой ректификации и применим к неидеальным смесям и для различных вариантов разделения.

На сегодня точным считается метод, предложенный в работе [17]. Данный метод основан на работах Р.Ю. Данилова, Ф.Б. Петлюка, JI.A. Серафи-мова и A.A. Кондратьева [14-17, 36]. Важным шагом к его созданию стало понятие пучка траекторий ректификации, введенное в работах [84, 85]. Авторами [17] был составлен алгоритм, нашедший отражение в программе Des-

ШЮез1§пег, которая в настоящее время апробируется на различных примерах.

Важным при рассмотрении режима ректификации в бесконечных колоннах при конечной флегме является понятие класса фракционирования. В [70] выделяют два класса фракционирования: к первому относят режимы, при которых в обоих продуктах разделения содержатся все компоненты разделяемой смеси, а ко второму - все остальные режимы. При первом классе фракционирования зоны постоянных составов обеих секций примыкают к сечению питания, а составы в этих зонах равны составам равновесных фаз питания (при этом в обоих продуктах содержатся все компоненты).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мавлеткулова, Полина Олеговна, 2015 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Петлюк, Ф. Б. Многокомпонентная ректификация. Теория и расчет / Ф. Б. Петлюк, Л. А. Серафимов. - М.: Химия, 1983. - 304 с.

2. Бенедикт, М. Многоступенчатые процессы разделения / М. Бенедикт // Сб. Физическая химия разделения смесей. Дистилляция и ректификация. - М.: Иностранная литература, 1949. - С. 11-72.

3. Платонов, В. М. Разделение многокомпонентных смесей. / В. М. Платонов, Б. Г. Берго. - М.: Химия, 1965. - 368 с.

4. Петлюк, Ф. Б. Термодинамически обратимый процесс ректификации многокомпонентных азеотропных смесей / Ф. Б. Петлюк // Теорет. основы хим. технологии. - 1978. - Т. 12. - № 3. - С. 329-336.

5. Nguyen Van Duc Long Review of Retrofitting Distillation Columns Using Thermally Coupled Distillation Sequences and Dividing Wall Columns to Improve Energy Efficiency / Nguyen Van Due Long, Moonyong Lee // Journ. Chem. Eng. Jap. - 2014. - V. 47. - № 2. - P. 87-108.

6. Kiss A. A. Distillation technology - still young and full of breakthrough opportunities / A. A. Kiss // J. Chem. Technol. Biotechnol. - 2014. - 89. - P. 479-498.

7. Olujic Z. Equipment improvement trends in distillation / Olujic Z., Jodecke M., Shilkin A., Schuch G., Kaibel B. // Chem. Eng. Proc. - 2009. - 48. - P. 10891104.

8. Петлюк, Ф. Б. Термодинамически оптимальный способ разделения многокомпонентных смесей / Ф. Б. Петлюк, В. М. Платонов, Д. М. Славинский // Хим. пром. - 1965. - № 3. - С. 206-211.

9. Петлюк, Ф. Б. Оптимальные схемы ректификации многокомпонентных смесей / Ф. Б. Петлюк, В. М. Платонов, В. С. Аветьян // Хим. пром. - 1966. -№ 11.-С. 865-868.

Ю.Энергосбережение в ректификации с использованием комплексов со связанными потоками / А. В. Тимошенко [и др.] // Вестник МИТХТ. -2011.-Т. 6.-№4.-С. 28-39.

11.Kiss A. A. A review on process intensification in internally heat-integrated distillation columns / A. A. Kiss, Z. Olujic // Chem. Eng. Proc. - 2014. - 86. - P. 125144.

12.Dejanovich I. Dividing wall column - A breakthrough towards sustainable distilling / I. Dejanovich, Matijasevic Lj., Olujic Z. // Chem. Eng. Proc. - 2010. -49. - P. 559-580.

13.0. Yildirim Dividing wall columns in chemical process industry: A review on current activities // Yildirim O., Kiss A. A., Kenig E. Y. // Separation and Purification Technology. - 2011. - 80. - P. 403-417.

14.Петлюк, Ф. Б. Возможные составы продуктов ректификации трехкомпо-нентных азеотропных смесей при минимальной флегме / Ф. Б. Петлюк, Е. И. Виноградова, JT. А. Серафимов // Теорет. основы хим. технологии. -1984.-Т. 18. -№ 2. - С. 147-154.

15.Петлюк, Ф. Б. Траектории ректификации для трехкомпонентных азеотропных смесей при минимальной флегме / Ф. Б. Петлюк, Р. Ю. Данилов // Теорет. основы хим. технологии. - 1998. - Т. 32. — № 6. - С. 604-616.

16.Петлюк Ф. Б. Возможные варианты разделения и режим минимальной флегмы для многокомпонентных азеотропных смесей / Ф. Б. Петлюк, Р. Ю. Данилов // Теорет. основы хим. технологии. - 1999. - Т. 33. - № 6. — С. 629642.

17. Данилов, Р. Ю. Режим минимальной флегмы в простых ректификационных колоннах / Р. Ю. Данилов, Ф. Б. Петлюк, JI. А. Серафимов // Теорет. основы хим. технологии. - 2007. - Т. 41. - № 4. - С. 394-406.

18. Багатуров, С. А. Особенности расчета режима минимального орошения в полной колонне / С. А. Багатуров // Изв. вузов. Нефть и газ. - 1962. — № 5. — С. 79-84.

19. Багатуров, С. А. К расчету условий минимального орошения колонн, разделяющих тройные смеси / С. А. Багатуров // Изв. вузов. Нефть и газ. -1962.-№ 10.-С. 115-116.

20. Решение системы уравнений процесса ректификации для общего случая

краевых условий режима минимальной флегмы / А. Г. Колокольников [и др.] // Докл. АН СССР. - 1980. - Т. 254. - № 3. - С. 693-696.

21. Обоснование и развитие метода Андервуда / А. Г. Колокольников [и др.] // Докл. АН СССР. - 1980. - Т. 255. -№ 5. - С. 1200-1203.

22. Колокольников, А. Г. Анализ режима минимальной флегмы в двухсекционной ректификационной колонне / А. Г. Колокольников, И. Б. Жванецкий,

B. М. Платонов // Теорет. основы хим. технологии. - 1980. - Т. 14. - № 3. -

C. 323-332.

23. Колокольников, А. Г. Исследование процесса ректификации в режиме минимальной флегмы / А. Г. Колокольников, И. Б. Жванецкий, В. М. Платонов // Хим. пром-ть. - 1980. -№ 11. - С. 683-686.

24. Особенности граничных режимов минимальной флегмы / А. Г. Колокольников [и др.] // Докл. АН СССР. - 1981. - Т. 257. - № 6. - С. 1419-1422.

25. Независимость минимальной флегмы в двухсекционной колонне от модели ввода питания / А. Г. Колокольников [и др.] // Докл. АН СССР. - 1982. -Т. 264. - № 3. - С. 656-660.

26. Колокольников, А. Г. Математическая модель противоточной массообмен-ной секции с бесконечным числом ступеней разделения / А. Г. Колокольников, И. Б. Жванецкий, В. М. Платонов // Теорет. основы хим. технологии. — 1986.-Т. 20.-№2.-С. 136-149.

27. Кондратьев, А. А. К расчету минимального орошения при ректификации сложной смеси / А. А. Кондратьев, Б. К. Марушкин // Химия и технология топлив и масел. -1959. - № 7. - С. 31-37.

28. Кондратьев, А. А. Некоторые вопросы теплового режима процесса ректификации / А. А. Кондратьев // Сб. тр. Уфимского нефтяного института. -Уфа, 1960. - Вып. 3.-С. 209-219.

29. Кондратьев, А. А. Сравнение расхода тепла в кипятильнике ректификационной колонны при питании ее кипящей жидкостью и насыщенным паром / А. А. Кондратьев // Изв. вузов. Нефть и газ. - 1960. - № 1. - С. 95-106.

30. Кондратьев, А. А. Влияние различных факторов на минимальное флегмо-

вое число при ректификации бинарной системы / А. А. Кондратьев // Изв. вузов. Химия и хим. технология. - 1960. - Т.З. - № 3. - С. 546-549.

31. Кондратьев, А. А. Расчет минимального орошения при питании колоны сырьем, недогретым до температуры кипения, или в перегретом состоянии (случай ректификации сложной смеси) / А. А. Кондратьев // Химия и технология топлив и масел. - 1960. - № 12. - С. 47-49.

32. Кондратьев А. А. Режим работы ректификационной колонны и минимальное флегмовое число / А. А. Кондратьев, JT. А. Серафимов // Изв. вузов. Нефть и газ. - 1962. - № 4. - С. 65-69.

33. Кондратьев, А. А. Расчет минимального орошения полной колонны при ректификации многокомпонентных смесей / А. А. Кондратьев // Изв. вузов. Нефть и газ. - 1962. - № 8. - С. 67-74.

34. Кондратьев, А. А. К расчету минимального орошения полной колонны при ректификации многокомпонентных смесей / А. А. Кондратьев // Изв. вузов. Нефть и газ. - 1963. - № 6. - С. 116-117.

35. Кондратьев, А. А. Еще раз о режиме минимального орошения в полной колонне при ректификации многокомпонентных смесей / А. А. Кондратьев, В. И. Фролов // Изв. вузов. Нефть и газ. - 1963. - № 6. - С. 117-118.

36. Кондратьев, А. А. Расчет и использование режима минимального орошения при исследовании вопросов ректификации : автореф. дис. ... канд. техн. наук / А. А. Кондратьев. - М., 1963. - 23 с.

37. Кондратьев, А. А. Особые случаи ректификации неидеальных смесей / А. А. Кондратьев, Л. Н. Фролова, JI. А. Серафимов // Теорет. основы хим. технологии. - 1975. - Т. 9. - № 3. - С. 323-332.

38. Михайловский, Б. Н. Аналитический метод расчета процесса ректификации многокомпонентных бинарных смесей / Б. Н. Михайловский // Хим. пром. -1954.-№4.-С. 237-241.

39. Михайловский, Б. Н. К определению состава смеси, стекающей с тарелки питания при ректификации многокомпонентных смесей / Б. Н. Михайловский // Изв. вузов. Химия и химическая технология. - 1959. - № 1. - С. 141-

40. Николаев, Е. С. Расчет минимального флегмового числа при ректификации неидеальных смесей / Е. С. Николаев, JI. В. Романова, В. М. Платонов // Хим. пром. - 1984. - № 8. - С. 40-43.

41. Савченко, В. И. Метод расчета минимального флегмового числа в процессах ректификации многокомпонентных смесей / В. И. Савченко, Н. И. Гель-перин // Теорет. основы хим. технологии. - 1973. - Т. 7. - № 2. - С. 160-169.

42. Сверчинский, Б. С. К расчёту минимального флегмового числа / Б. С. Свер-чинский, JI. А. Серафимов // Теорет. основы хим. технологии. - 1970. - Т. 4. -№ 5.-С. 619-625.

43. Серафимов, JI. А. Исследование равновесия пар-жидкость неидеальных многокомпонентных (трехкомпонентных) смесей по разделяемым парам / JI. А. Серафимов, С. В. Львов // Научно-технический сборник работ по нефтехимии. - М.: ГОСНИТИ, 1961. - № 3. - С. 376-398.

44. Петлюк, Ф. Б. Исследование ректификации многокомпонентных смесей при минимальной флегме / Ф. Б. Петлюк, 3. С. Аветьян, В. М. Платонов // Теорет. основы хим. технологии. - 1968. - Т. 2. - № 11. - С. 155-168.

45. Петлюк, Ф. Б. Исследование ректификации неидеальных смесей при минимальной флегме для областей с тремя особыми точками / Ф. Б. Петлюк, 3. С. Аветьян // Теорет. основы хим. технологии. - 1973. - Т. 7. - № 2. - С. 147153.

46. Петлюк, Ф. Б. Исследование ректификации неидеальных смесей при минимальной флегме для областей с числом особых точек более трех / Ф. Б. Петлюк, 3. С. Аветьян // Теорет. основы хим. технологии. - 1973. - Т. 7. - № 3. -С. 307-312.

47. Петлюк, Ф. Б. Термодинамически обратимый процесс ректификации многокомпонентных азеотропных смесей при минимальной флегме / Ф. Б. Петлюк // Теорет. основы хим. технологии. - 1978. - Т. 12. - № 3. - С. 329-336.

48. Petlyuk, F. В. Theoretical analysis of minimum reflux regime for ternary azeo-tropic mixtures / F. B. Petlyuk, E. I. Vinogradova // Theor. Found. Chem. Eng. -

1980.-V. 14.-P. 413-418.

49. Петлюк, Ф. Б. Расчетное исследование режима минимальной флегмы для трехкомпонентных азеотропных смесей / Ф. Б. Петлюк, Е. И. Виноградова // Теорет. основы хим. технологии. - 1980. - Т. 14. - № 5. - С. 659-665.

50. Фролов, А. В. Метод расчета минимального флегмового числа для процесса ректификации многокомпонентных смесей / А. В. Фролов, В. М. Платонов // Теорет. основы хим. технологии. - 1977. - Т. 11. - № 2. - С. 283-285.

51. Acrivos, A. On the steady state fractionation of multicomponent and complex mixtures in an ideal cascade: Part 2. The calculation of the minimum reflux ratio / A. Acrivos, N. R. Amundson // Chem. Eng. Sci. -1955. - V. 4. - № 2. - P. 68-74.

52. Bachelor, J. B. How to figure minimum reflux / J. B. Bachelor // Pet. Refin. -1957.-V. 36.-P. 161-170.

53. Brown, G. G. An empirical relationship between reflux ratio and the number of equilibrium plates in fractionating columns / G. G. Brown, N. Z. Martin // Trans. AIChE. - 1939. - V. 35. - P. 679-708.

54. Butcher, K. L. A graphical method of determination minimum reflux ratio in the fractional distillation of ideal ternary mixtures / K. L. Butcher // Brit. Chem. Eng. - 1964. - V 9. - № 4. - P. 220-228.

55. Chien, H. H. Y. A rigorous method for calculating minimum reflux rates in distillation / H. H. Y. Chien // AIChE J. - 1978. - V. 24. - № 4. - P. 606-613.

56. Colburn, A. P. The calculation of minimum reflux ratio in the distillation of multicomponent mixtures / A. P. Colburn // Trans. AIChE. - 1941. - V. 37. - № 5. -P. 805-825.

57. Erbar, R. C. How to calculate minimum reflux / R. C. Erbar, R. S. Joyner, R. N. Maddox // Petrol. Eng. - 1961. - V. 33. - № 3. - P. 19-22.

58. Erbar, R. C. Minimum reflux rate for multicomponent distillation systems by rigorous plate calculations / R. C. Erbar, R. N. Maddox // Can. J. Chem. Eng. -1962.-№2.-P. 25-30.

59. Gilliland, E. R. Multicomponent rectification: estimation of the number of theoretical plates as a function of the reflux ratio / E. R. Gilliland // Ind. Eng. Chem. -

1940.-№32.-P. 1220-1223.

60. Goulcher, R. The application of Underwood's method for calculation of minimum reflux / R. Goulcher // Trans. AIChE. - 1963. - V. 41. - № 10. - P. 307320.

61. Koehler, J. Minimum reflux calculations for nonideal mixtures using the reversible distillation model / J. Koehler, P. Aguirre, E. Blass // Chem. Eng. Sci. - 1991. - V. 46. - №12. - P. 3007-3021.

62. Lee, E. S. Estimation of minimum reflux in distillation and multipoint boundary value problems / E. S. Lee // Chem. Eng. Sci. - 1974. - V. 29. - № 3. - P. 871875.

63. Levy, S. G. Design and synthesis of homogeneous azeotropic distillations. 2. Minimum reflux calculations for nonideal and azeotropic columns / S. G. Levy, D. B. VanDongen, M. F. Doherty // Ind. Eng. Chem. Fundam. - 1985. - V. 24. -P. 463-474.

64. Mayfield, F. D. Calculation of minimum reflux ratio for multicomponent distillation / F. D. Mayfield, J. A. May // Petrol. Refiner. -1946. - V. 25. - № 4. -P. 101-108.

65. McDonough, J. A. Determination of the conditions at minimum reflux when the keys are the most and least volatile components / J. A. McDonough, C. D. Holland, H. L. Bauni // Chem. Eng. Sci. - 1961. - V. 16.-№3-4.-P. 143-152.

66. Murdoch, P. G. Multicomponent distillation. Part 4. Determination of minimum reflux / P. G. Murdoch, C. D. Holland // Chem. Eng. Prog. - 1952. - V. 48. -№ 6. - P. 287-292.

67. Nandakumar, K. Minimum reflux conditions. Part I: Theory / K. Nandakumar, R. P. Andres // AIChE J. - 1981. - V 27. - № 3. - P. 450-460.

68. Nandakumar, K. Minimum reflux conditions. Part II: Numerical solution Theory / K. Nandakumar, R. P. Andres // AIChE J. - 1981. - V 27. - № 3. - P. 460-465.

69. Poellmann, P. Calculating minimum reflux of nonideal multicomponent distillation using eigenvalue theory / P. Poellmann, S. Glanz, E. Blass // Comput. Chem. Eng. - 1994. - V. 18. - Supplement 1. - P. S49-S53.

70. Shiras, R.N. Calculation of minimum reflux in distillation columns / R. N. Shi-ras, D. N. Hanson, C. H. Gibson // Ind. Eng. Chem. - 1950. - V. 42. - № 5. -P. 871-876.

71. Stichlmair, J. Minimum reflux and minimum reboil in ternary distillation / J. Stichlmair, H. Offers, R. W. Potthoff// Ind. Eng. Chem. Res. - 1993. - V. 32. -P. 2438-2445.

72. Tanaka, S. Graphical calculation method for minimum reflux ratio in azeotropic distillation / S. Tanaka, J. Yamada // J. Chem. Eng. Jpn. - 1972. - V. 5. - № 1. -P. 20-26.

73. Underwood, A. J. V. The theory and practice of testing stills / A. J. V. Underwood // Trans. AIChE. - 1932. - V. 10. - P. 112-152.

74. Underwood, A. J. V. Fractional distillation of ternary mixtures. Part I. / A. J. V. Underwood // J. Inst. Pet. - 1945. - V. 31. - № 256. - P. 111-118.

75. Underwood, A. J. V. Fractional distillation of ternary mixtures. Part II. / A. J. V. Underwood // J . Inst. Pet. - 1946. - V. 32. - № 274. - P. 598-613.

76. Underwood, A. J. V. Fractional distillation of multicomponent mixtures - calculation of minimum reflux ratio / A. J. V. Underwood // J. Inst. Pet. - 1946. -V. 32.-№ 274. -P. 614-626.

77. Underwood, A. J. V. Fractional distillation of multicomponent mixtures / A. J. V. Underwood // Chem. Eng. Prog. - 1948. - V. 44. - № 8. - P. 603-614.

78. Van Wijk, W. R. Distillation at minimum variable reflux / W. R. Van Wijk, P. J Bruijn // Chem. Eng. Sci. - 1956. - V. 6. - № 2. - P. 79-88.

79. Yamada, J. On the minimum reflux ratio in multicomponent distillation / J. Yamada, H. Sugie, T. Iwata // Kagaku Kogaku. - 1967. - V. 31. - № 6. -P. 565-569.

80.Yamada, J. Minimum reflux ratio of multicomponent distillation for non-ideal system / J. Yamada, H. Sugie // Kagaku Kogaku. - 1967. - V. 31. - № 10. -P. 1001-1005.

81. Yamada, I. A method for solving the minimum reflux problem of ideal multi-component distillation /1. Yamada, S. Hiraoka, M. Uchiyama, T. Iwata // Kagaku

Kogaku Ronbushu. - 1981. - V. 7. - № 5. - P. 489-493.

82. Yamada, I. Method for solving minimum reflux problem of multicomponent distillation for operation type /1. Yamada, Zhang Bing Quan, S. Masatochi, Lee Soo Gak, S. Hiraoka // Kagaku Kogaku Ronbushu. - 1983. - V. 9. -№ 4. - P. 396403.

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

84. Serafimov, L. A. Rectification of multicomponent mixtures. III. Local characteristics of the trajectories of continuous rectification processes at finite reflux ratios / L. A. Serafimov, V. S. Timofeev, M. I. Balashov // Acta Chim. Acad. Sci. Hung. - 1973. - V. 75. - № 3. - P. 235-254.

85. Serafimov, L. A. Rectification of multicomponent mixtures. IV. Non-local characteristics of continuous rectification trajectories for ternary mixtures at finite reflux ratio / L. A. Serafimov, V. S. Timofeev, M. I. Balashov // Acta Chim. Acad. Sci. Hung. - 1973. - V. 75. - № 3. - P. 255-270.

86. Serafimov, L. A. Rectification of multicomponent mixtures. II. Local and general characteristics of the trajectories of rectification processes at infinite reflux ration / L. A. Serafimov, V. S. Timofeev, M. I. Balashov // Acta Chim. Acad. Sci. Hung. - 1973. - V. 75. - № 2. - P. 193-211.

87. Балашов, M. И. Физико-химические основы и технологические принципы организации реакционно-ректификационных процессов : автореф. дис. ... докт. техн. наук : 05.17.04 / Балашов Михаил Иванович. - М., 1980. - 46 с.

88. Писаренко, Ю. А. Разработка теоретических основ анализа стационарных режимов реакционно-массообменных процессов : автореф. дис. ... докт. техн. наук : 05.17.4 / Писаренко Юрий Андрианович. - М., 1997. - 45 с.

89. Серафимов, Л. А. Термодинамико-топологический анализ диаграмм гетерогенного равновесия многокомпонентных смесей / Л. А. Серафимов // Журн. физ. химии. - 2002. - Т. 76. - № 8. - С. 1351-1365.

90. Серафимов, Л. А. Фундаментальный принцип перераспределения полей

концентраций между областями разделения как основа создания технологических комплексов / JL А. Серафимов, А. К. Фролкова // Теорет. основы хим. технологии. - 1997. - Т. 31. - № 2. - С. 184-192.

91. Hendry, J. Е. Generating Separation Process Flowsheets / J. E. Hendry, R. R. Hughes // Chem. Eng. Progr. - 1972. - V. 68. - № 6. - P. 71-76.

92. Петлюк, Ф. Б. Некоторые вопросы ректификации / Ф. Б. Петлюк, М. В. Белов, Ю. К. Телков // Нефтепереработка и нефтехимия: Сб. трудов ВНИПИнефти. - 1973. - Вып. 3. - С. 96-102.

93. Беллман, Р. Динамическое программирование / Р. Беллман; пер. с англ. под ред. Н. Н. Воробьева. - М.: Изд-во Ин. Лит-ра. - 1960. - 400 с.

94. Жаров, В. Т. Физико-химические основы дистилляции и ректификации /

B. Т. Жаров, Л. А. Серафимов. - Л.: Химия, 1975. - 240 с.

95. Береговых, В. В. Выбор оптимальной технологической схемы ректификации тройных зеотропных смесей / В. В. Береговых, М. М. Корабельников, Л. А. Серафимов // Химико-фармацевтический журнал. - 1984. - № 3. -

C. 350-355.

96. Береговых, В. В. Стратегия синтеза и анализа технологических схем ректификации / В. В. Береговых, М. М. Корабельников, Л. А. Серафимов // Химико-фармацевтический журнал. - 1985. - № 3. - С. 202-207.

97. Бояринов, А. И. Методы оптимизации в химической технологии. / А. И. Бо-яринов, В. В. Кафаров. - М.: Химия. - 1975. - 576 с.

98. Синтез оптимальных схем ректификации многокомпонентных смесей методом динамического программирования / В. В. Кафаров [и др.] // Теорет. основы хим. техн. - 1975. - Т. 9. - № 2. - С. 262-269.

99. Анализ влияния различных параметров на выбор оптимальных схем установок газофракционирования / Б. А. Исаев [и др.] // Сб. Повышение эффективности использования энергетических и материальных ресурсов в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. — М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1983.-С. 21-31.

100. Исаев, Б.А. Синтез оптимальных схем при проектировании установок

разделения непрерывных смесей методом динамического программирования / Б. А. Исаев, Л. А. Серафимов // Сб. Моделирование процессов ректификации для целей оптимального проектирования производств нефтепереработки и нефтехимии. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1981. - С. 23-34.

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

102. Серафимов, Л. А. Определение числа вариантов технологических схем ректификации n-компонентных зеотропных смесей / Л. А. Серафимов, А. С. Мозжухин, Л. Б. Науменкова // Теорет. основы хим. технологии. -1993. - Т. 27. - № 3. - С. 292-295.

103. Серафимов, Л. А. Графометрия технологических схем ректификационного разделения многокомпонентных зеотропных смесей: учебное пособие / Л. А. Серафимов, А. В. Тимошенко. - М.: ООО Полинор. - 1995. - 64 с.

104. Димиденко, Н. Д. Моделирование, распределенный контроль и управление процессами ректификации / Н. Д. Димиденко, Н. П. Ушатин-ская. - Новосибирск: Наука, Сибирское отд., 1978. - 285 с.

105. Анисимов, И. В. О решении задачи максимизации выхода дистиллата при ректификации в тарельчатых колоннах / И. В. Анисимов // Теорет. основы хим. технологии. - 1963. - Т. 2. - № 2. - С. 86-91.

106. Математическая модель и алгоритм расчета процесса многокомпонентной ректификации при наличии нераспределяющихся компонентов / Н. П. Ушатинская [и др.] // Сб. трудов КФ СКВ АН "Автоматизация процессов нефтепереработки и нефтехимии". - Куйбышев: Куйб. кн. изд-во, 1974. -Вып. 2. - С. 44-50.

107. Бакан, Г. М. Синтез алгоритма оптимального управления процессом первичной переработки нефти / Г. М. Бакан // Кибернетика и вычислительная техника. - 1970. - Вып. 5. - С. 117-130.

108. Барский, Л. А. Критерии оптимизации разделительных процессов / Л. А. Барский. -М.: Наука, 1967. - 118 с.

109. Анисимов, И. В. Комплексное исследование и решение проблемы статической оптимизации управления процессом ректификации. Том 1 : дис. ... докт. техн. наук : 198 / Анисимов Игорь Васильевич. - М., 1969. - 467 с.

110. Скориков, И. Е. Оптимизация процесса экстрактивной ректификации методом математического моделирования : дис. ... канд. техн. наук / Скориков Иван Еронтиевич. - М., 1971. - 140 с.

111. Вилков, Г. Г. Оптимизация многоколонных ректификационных установок : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Вилков Геннадий Григорьевич. - М., 1971.- 18 с.

112. Гальцов, А. В. Оптимизация процесса ректификации на основе термодинамического критерия / А. В. Гальцов, В. П. Майков // Теорет. основы хим. технологии. - 1971. - Т. 5. -№ 2. - С. 303-307.

113. Майков, В. П. Синтез оптимальной структуры ректификационных систем / В. П. Майков // Теорет. основы хим. технологии. - 1974. - Т. 8. -№ 3. - С. 435-441.

114. Майков, В. П. Термоэкономическое оптимальное проектирование многоколонных ректификационных установок / В. П. Майков, Г. Г. Вилков, А. В. Гальцов // Химия и технология топлив и масел. - 1971. - № 6. - С. 19-26.

115. Майков, В. П. Оптимальная статика процесса ректификации в инженерных расчетах / В. П. Майков // Химия и технология топлив и масел. - 1972. -№5.-С. 40-44.

116. Запрянов, И. Технико-экономический критерий качества функционирования сложных технологических процессов и его применение при статической оптимизации режима ректификационных колонн / И. Запрянов // Изв. ин-та техн. кибернетики АН СССР. - 1973. - Т. 15. - С. 89-109.

117. Андреев, Д. Я. К вопросу об оптимизации работы технологических установок по переработке нефти / Д. Я. Андреев // Изв. вузов. Нефть и газ. - 1965. -№ 3. - С. 109-113.

118. Анисимов, И. В. Оптимизация статических режимов процесса ректификации по критерию «доходов» / И. В. Анисимов // Теорет. основы хим. техно-

логии. - 1969. - Т. 3. - № 4. _ с. 599-606.

119. Солский, В. С. Экономика тепловых процессов химической технологии /

B. С. Солский. - М.: Химия, 1970. - 154 с.

120. Хахин, JI. А. Разработка энтропийной оценки работы ректификационных колонн и функциональных комплексов : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.17.04 / Хахин Леонид Алексеевич. - М., 2009. - 25 с.

121. Серафимов, Л. А. Сравнительный анализ универсальных критериев оптимизации процесса ректификации / Л. А. Серафимов, Л. А. Хахин, П. О. Мавлеткулова // Теорет. основы хим. технологии. - 2011. - Т. 45. - № 6. -

C. 634-640.

122. Серафимов, Л. А. Термодинамико-топологический анализ и проблемы разделения многокомпонентных полиазеотропных смесей / Л. А. Серафимов // Теорет. основы хим. технологии. - 1987. - Т. 21. - № 1. - С. 74-85.

123. Nernst, W. Theorie der Reaktionsgeschwindigkeit in heterogenen Systemen / W. Nernst // Z. Phys. Chem. - 1904. - 47 A. - S. 52-55.

124. Langmuir, I. Convection and Conduction of Heat in Gases /1. Langmuir // Phys. Rev. - 1912. - V. 34. -№ 6. - P. 401-422.

125. Prandtl, J. Eine Beziehung zwischen Wärmeaustausch und Strömungswiderstand der Flüssigkeiten / J. Prandtl // Phys. Z. - 1910. - № 11. - P. 1072-1078.

126. Taylor, G.I. Conditions at the surface of a hot body exposed to the wind / G.I. Taylor // Advisory Committee Aero. Rep. Mem. - 1916. - P. 272-277.

127. von Karman Uber laminare und turbulente Reibung / von Karman // Z. Angew. Math. Mech. - 1921. - V. 1. - P. 233-252.

128. Александров, И. А. Массопередача при ректификации и абсорбции многокомпонентных смесей / И. А. Александров. - Л.: Химия. - 1975. - 320 с.

129. Toor, Н. L. Solution of the linearized equations of multicomponent mass transfer: II. Matrix methods / H. L. Toor // AIChE J. - 1964. - V. 10. - № 4. - P. 460-465.

130. Александров, И. А. К расчету массопередачи в многокомпонентных смесях / И. А. Александров // Теорет. основы хим. технологии. - 1970. - Т. 4. - № 1. -С. 48-55.

131. Константинов, Е. Н. Массопередача при ректификации многокомпонентных смесей / Е. Н. Константинов, А. М. Николаев // Изв. вузов. Нефть и газ. -1964.-№3.-С. 53-57.

132. Серафимов, JI. А. Основные свойства динамических систем ректификации многокомпонентных смесей / JI. А. Серафимов, Т. В. Челюскина, П. О. Мавлеткулова // Теорет. основы хим. технологии. - 2014. - Т. 48. - № 6. - С. 776-786.

133. Серафимов, JI. А. Специальные режимы ректификации многокомпонентных смесей и их значение в химической технологии / Л. А. Серафимов, Т. В. Челюскина, П. О. Мавлеткулова // Теорет. основы хим. технологии. — 2013. — Т. 47.-№4.-С. 370-378.

134. Аминов, Ю. А. Геометрия векторного поля / Ю. А. Аминов. - М.: Наука. -1990.-208 с.

135. Балабаев, В. Е. Построение максимального числа линейно независимых векторных полей на сфере / В. Е. Балабаев // Математические заметки. -

2000. - Т. 67. - № 5. - С. 643-653.

136. Серафимов, Л. А. Анализ процесса ректификации с помощью уравнения массопереноса в многокомпонентных смесях / Л. А. Серафимов, А. В. Тимошенко // Теорет. основы хим. технологии. - 2005. - Т. 39. - № 4. -С. 407-414.

137. Жаров, В. Т. Процессы открытого испарения в многокомпонентных растворах / В. Т. Жаров // Журн. физ. химии. - 1967. - Т. 41. - № 11. - С. 28652872.

138. Serafimov, L. A. General properties of node and renode vector fields in two-phase multicomponent systems / L. A. Serafimov // Rus. Journ. Phys. Chem. A. -

2001.-V. 75. - Suppl. l.-P. 50-60.

139. Serafimov, L. A. Termodynamic and topological analysis of liquid-vapor phase equilibrium diagrams and problems of rectification of multicomponent mixtures / L. A. Serafimov // Mathematical methods in contemporary chemistry. - Amsterdam: Gordon and Breach Publishers, 1996. - P. 557-605.

140. Гиббс, Д. В. Термодинамика. Статистическая механика / Д. В. Гиббс. - М.: Наука. - 1982.-584 с.

141. Серафимов, Л. А. Уравнение массопереноса в многокомпонентных смесях / JI. А. Серафимов, А. В. Тимошенко // Теорет. основы хим. технологии. -2005. - Т. 39. - № 3. - С. 337-344.

142. Лотхов, В. А. Селективность разделения при испарении бинарной смеси в поток инертного газа / В. А. Лотхов, И. В. Ланда, В. А. Малюсов // Теорет. основы хим. технологии. - 1988. - Т. 22. -№ 5. - С. 595-601.

143. Арнольд, В. И. Обыкновенные дифференциальные уравнения: учебное пособие для механико-математических специальностей вузов / В. И. Арнольд. -М.: Наука, 1971.-240 с.

144. Сторонкин, А. В. Термодинамика гетерогенных систем. Части 1 и 2 / А. В. Сторонкин. - Изд-во Ленинградского ун-та, 1967. - 447 с.

145. Lee, M. Limit cycles in homogeneous azeotropic distillation / M. Lee, C. Dorn, G. A. Meski, M. Morari // Ind. Eng. Chem. Res. - 1999. - V. 38. - P. 2021-2027.

146. Dorn, C. Stability and transient behavior of homogeneous azeotropic distillation / C. Dorn, M. Lee, M. Morari // Сотр. Chem. Eng. - 1999. - V. 23. - Suppl. -S191-S194.

147. Серафимов, Л. A. Экстремальные принципы и фазовые процессы в системе жидкость-пар / Л. А. Серафимов, А. К. Фролкова, А. В. Фролкова // Теорет. основы хим. технологии. - 2012. - Т. 46. - № 5. - С. 523-533.

148. Серафимов, Л.А. Некоторые вопросы математического моделирования и векторные поля в целом динамических систем в химической технологии органических веществ / Серафимов Л.А., Челюскина Т.В. // Теорет. основы хим. технологии. - 2014. - Т. 48. - № 3. - С. 274-281.

149. Молоканов, Ю. К. Моделирование и расчеты ректификации на барботаж-ных тарелках при секционировании жидкостного потока : дис. ... докт. техн. наук / Молоканов Юрий Константинович. - М., 1967. - 386 с.

150. Сторонкин, А. В. О применимости законов Коновалова Вревского к тройным растворам / А. В. Сторонкин, А. Г. Морачевский // В кн. Термодинами-

ка и строение растворов. - Изд. АН СССР, 1959. - С. 87-92.

151. Серафимов, JI. А. Топология диаграмм «отклик каторометра-состав жидкости» при равновесном испарении в хроматографической колонке и ее связь с диаграммой фазового равновесия жидкость-пар / JI. А. Серафимов, В. В. Кива // Сборник трудов «Физико-химические основы ректификации». - М.: МИТХТ. - 1970. - С. 64-74.

152. Писаренко, Ю. А. Некоторые свойства векторных полей нод жидкость-пар диаграмм многокомпонентных смесей / Ю. А. Писаренко, Л. А. Серафимов // Ученые записки МИТХТ. - 2003. - Вып. 8. - С. 13-18.

153. Серафимов, Л. А. Единичные а-многообразия двухфазных многокомпонентных смесей / Л. А. Серафимов, Ю. А. Писаренко // Теорет. основы хим. технологии. - 2004. - Т. 38. - № 3. - С. 261-268.

154. Кричевский, И. Р. Понятия и основы термодинамики / И. Р. Кричевский. -М.: Химия, 1970.-440 с.

155. Серафимов, Л. А. К вопросу о составе на тарелке питания при ректификации многокомпонентных смесей / Л. А. Серафимов, С. В. Львов // Химия и технология топлив и масел. - 1961. - № 11. - С. 32-35.

156. Serafimov, L. A. Rectification of multicomponent mixtures, I. Topological analysis of liquid-vapor phase equilibrium diagrams / L. A. Serafimov, V. T. Zharov, V. S. Timofeyev // Acta Chim. Acad. Sei. Hung. - 1971. - V. 69. - № 4. -P. 383-396.

157. Серафимов, Л. А. Основные закономерности ректификации многокомпонентных смесей в режиме первого класса фракционирования / Л. А. Серафимов, К. Ю. Тархов // Вестник МИТХТ. - 2010. - Т. 5. - № 6. - С. 17-26.

158. Серафимов, Л. А. Особенности влияния относительной летучести компонентов на расчет и структуру диаграмм фазового равновесия жидкость-пар многокомпонентных смесей / Л. А. Серафимов, К. Ю. Тархов, А. М. Андреева // Вестник МИТХТ. - 2011. - Т. 6. - № 1. - С. 61-73.

159. Розенфельд, Б. А. Многомерные пространства / Б. А. Розенфельд. - М.: Наука, 1966.-668 с.

160. Кива, В. H. Возможные составы продуктов ректификации тройной смеси с бинарным седлом / В. Н. Кива, И. М. Марченко, Ю. Н. Гарбер // Теорет. основы хим. технологии. - 1993. - Т. 27. - № 4. - С. 373-380.

161. Серафимов, JI. А. Особые случаи определения минимального флегмового числа при ректификации бинарных смесей / JI. А. Серафимов, Т. В. Челюскина, П. О. Мавлеткулова // Теорет. основы хим. технологии. - 2013. - Т. 47. -№3.-С. 286-293.

162. Траектории обратимой ректификации при полном исчерпывании одного из компонентов в каждой секции / Ф. Б. Петлюк [и др.] // Теорет. основы хим. технологии. - 1981. - Т. 15. -№ 3. - С. 323-331.

163. Траектории обратимой ректификации при распределении всех компонентов между продуктами / Ф. Б. Петлюк [и др.] // Теорет. основы хим. технологии. -1981.-Т. 15.-№4.-С. 589-593.

164. Petlyuk, F. В. Distillation Theory and its Application to Optimal Design of Separation Units / F. B. Petlyuk. - New York: CUP, 2004. - 360 c.

165. Серафимов, JI. А. Направленное изучение фазового равновесия жидкость-пар и расчет ректификации неидеальных многокомпонентных смесей : ав-тореф. дис.... канд. техн. наук / Серафимов Леонид Антонович. - М., 1961. -12 с.

166. Серафимов, Л. А. Специальный режим ректификации при бесконечном флегмовом числе и бесконечном числе ступеней разделения / Л. А. Серафимов, Т. В. Челюскина, П. О. Мавлеткулова // Теорет. основы хим. технологии.-2014.-Т. 48.-№ 1.-С. 52-59.

167. Серафимов, Л. А. Общие закономерности хода траекторий ректификации в колоннах с дифференциальным изменением состава / Л. А. Серафимов, А. В. Тимошенко // Теорет. основы хим. технологии. - 2006. - Т. 40. - № 2. -С. 148-156.

168. Серафимов, Л. А. Исследование траекторий ректификации в режиме первого класса фракционирования зеотропных смесей / Л. А. Серафимов, А. В. Тимошенко, К. Ю. Тархов // Теорет. основы хим. технологии. - 2011. -

Т. 45.-№ 2.-С. 219-226.

169. Серафимов, JI. А. Правило азеотропии и классификация многокомпонентных смесей. VII. Диаграммы трехкомпонентных смесей / JI. А. Серафимов // Журн. физ. химии. - 1970. - Т. 44. - № 4. - С. 1021-1027.

170. Медведев, Д. В. Исследование полной структуры фазовых портретов четы-рехкомпонентных смесей и их разделение методами ректификации : авто-реф. дис. ... канд. техн. наук : 05.17.04 / Медведев Дмитрий вич. - М.: МИТХТ, 2011. 24 с.

171. Серафимов, Л. А. Правило азеотропии и классификация многокомпонентных смесей. VI. Смеси, содержащие п компонентов / Л. А. Серафимов // Журн. физ. химии. - 1969. - Т. 43. - № 7. - С. 1753-1758.

172. Мавлеткулова П. О. Виртуальные режимы ректификации как основа анализа ректификационных процессов / П. О. Мавлеткулова, Л. А. Серафимов, Т. В. Челюскина // V Молодежная научно-техническая конференция «Наукоемкие химические технологии-2013» (1-2 ноября 2013 г., Москва): тезисы докладов. - М. Изд-во МИТХТ, 2013. - С. 18.

173. Мавлеткулова, П. О. Аналоги единичных К- и a-многообразий при ректификации многокомпонентных смесей / П. О. Мавлеткулова, Т. В. Челюскина, Л. А. Серафимов // Теорет. основы хим. технологии. - 2013. - Т. 47. -№5.-С. 526-533.

174. Серафимов, Л. А. Основные свойства единичных a-многообразий и их расположение в концентрационных пространствах / Л. А. Серафимов [и др.] // Сб. научных трудов Ивановского энергетического института. — Иваново-Владимир, 1972.-Вып. 14.-С. 166-179.

175. Серафимов, Л. А. Классификация фазовых портретов реальной периодической дистилляции / Л. А. Серафимов // Теорет. основы хим. технологии. -2001. - Т. 35. - № 3. - С. 252-256.

176. Серафимов, Л. А. Общие закономерности хода if-линий в трехкомпонентных системах жидкость-пар / Л. А. Серафимов // Сб. Физико-химические основы ректификации. -М.: МИТХТ, 1970. - С. 20-30.

177. Коваличев, О. Ф. Исследование равновесия жидкость-пар и процессов ректификации в трехкомпонентной системе циклогексан-бензол-четыреххлористый углерод : автореф. дис. ... канд. хим. наук : 02073 / Коваличев Олег Федорович. - JL: ЛГУ, 1971. - 11 с.

178. Лутугина, Н. В. Исследование фазовых равновесий и процессов ректификации в трехкомпонентных системах : автореф. дис. ... докт. хим. наук : 02.00.04 / Лутугина Надежда Викторовна. - Л.: ЛГУ. - 1973. - 34 с.

179. Белоусов В. П. Теплоты смешения жидкостей / В. П. Белоусов, А. Г. Мора-чевский. - Л.: Химия, 1970. - 256 с.

180. Тархов, К. Ю. Изомногообразия минимального флегмового числа для случая ректификации смеси хлороформ-бензол-толуол в режиме первого класса фракционирования / К. Ю. Тархов, Л. А. Серафимов, А. М. Андреева // Вестник МИТХТ. - 2011. - Т. 6. - № 2. - С. 126-137.

181. Рид, Р. Свойства газов и жидкостей / Р. Рид, Т. Шервуд, Дж. Праусниц. - Л.: Химия, 1982.-592 с.

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

183. Мавлеткулова, П. О. Сравнительный анализ режимов четкого разделения при ректификации трехкомпонентных зеотропных смесей / П. О. Мавлеткулова, Л. А. Серафимов, Р. Ю. Данилов // Теорет. основы хим. технологии. -2014. - Т. 48. - № 5. - С. 565-571.

184. Серафимов, Л. А. Выбор оптимальных технологических схем ректификации многокомпонентных смесей / Л. А. Серафимов, Т. В. Челюскина, П. О. Мавлеткулова // Теорет. основы хим. технологии. - 2015. - Т. 49. - № 1. - С. 44-53.

185. Митропольская, В. А. Исследование динамических систем непрерывной ректификации / В. А. Митропольская, А. С. Мозжухин, Л. А. Серафимов // Сб. Физико-химические исследования массообменных процессов. - 1976. -

С. 98-106.

(а) Бензол (1)

(б) Бензол (1)

Толуол(2) Этилбензол (3)

(в) Бензол (1)

Толуол (2)1 1.5 2 Этилбензол (3)

Рис. П1.1. Изомногообразия величин минимального флегмового числа при ректификации смеси бензол-толуол-этилбензол в режиме: (а) - первого заданного разделения; (б) - второго заданного разделения; (в) - первого класса фракционирования.

(а) Гексан (1)

Толуол (2)

(в) Гексан(1)

(б) Гексан (1)

Хлорбензол (3)

■г 14 т,

Голуол (2)

Хлорбензол (3)

Толуол (2)

Хлорбензол (3)

Рис. П1.2. Изомногообразия величин минимального флегмового числа при ректификации смеси гексан-толуол-хлорбензол в режиме: (а) - первого заданного разделения; (б) - второго заданного разделения; (в) - первого класса фракционирования.

(а)

Хлороформ (1)

Толуол (2)

(в)

Хлороформ (1)

Толуол (2) 1.2

(б)

Хлороформ (1)

Хлорбензол (3) Толуол (2) 1.5 2.0

Хлорбензол (3)

Хлорбензол (3)

Рис. П1.3. Изомногообразия величин минимального флегмового числа при ректификации смеси хлороформ-толуол-хлорбензол в режиме: (а) - первого заданного разделения; (б) - второго заданного разделения; (в) - первого класса фракционирования.

(а)

Тетрахлорметан (1)

Толуол (2)

Анилин (3)

(в)

Тетрахлорметан (1)

0.05 0.07

0.15

0.2

0.15

Толуол (2) 0.2

(б)

Тетрахлорметан(I)

Анилин (3)

Анилин (3)

Рис. П1.4. Изомногообразия величин минимального флегмового числа при ректификации смеси тетрахлорметан-толуол-анилин в режиме: (а) - первого заданного разделения; (б) - второго заданного разделения; (в) - первого класса фракционирования.

Таблица. П.2.1.

Значения суммарного парового потока при первом и втором заданном разделении и первом классе фракционирования на границе оптимальности для смеси

бензол-толуол-этилбензол

№ секущей состав исходной смеси, мол.д. Vcp, кмоль/ч yl кф кмоль/ч наличие минимума при 1 кф

Xl х2 х3

I 0.17 0.75 0.08 2.39 3.57 нет

II 0.10 0.72 0.18 2.28 1.53 есть

III 0.10 0.63 0.27 2.13 1.25 есть

IV 0.12 0.53 0.35 2.01 1.23 есть

V 0.14 0.43 0.43 1.87 1.17 есть

VI 0.18 0.33 0.49 1.76 1.24 есть

VII 0.20 0.24 0.56 1.61 1.22 есть

VIII 0.23 0.155 0.615 1.49 1.24 есть

IX 0.25 0.075 0.675 1.35 1.24 есть

Таблица. П. 2.2.

Значения суммарного парового потока при первом и втором заданном разделении и первом классе фракционирования на границе оптимальности для смеси

метанол-этанол-изобутанол

№ секущей состав исходной смеси, мол.д. VCP5 кмоль/ч yl кф кмоль/ч наличие минимума при 1 кф

Xl х2 х3

I 0.07 0.84 0.09 2.49 1.96 есть

II 0.09 0.73 0.18 2.39 1.72 есть

III 0.09 0.64 0.27 2.20 1.52 есть

IV 0.09 0.545 0.365 2.01 1.36 есть

V 0.1 0.45 0.45 1.84 1.26 есть

VI 0.11 0.355 0.535 1.63 1.16 есть

VII 0.11 0.265 0.625 1.42 1.02 есть

VIII 0.12 0.175 0.705 1.21 0.92 есть

IX 0.12 0.09 0.79 0.98 0.79 есть

Таблица. П. 2.3.

Значения суммарного парового потока при первом и втором заданном разделении и первом классе фракционировки на границе оптимальности для смеси

тетрахлорметан-толуол-анилин

№ секущей состав исходной смеси, мол.д. Vcp, кмоль/ч yl кф кмоль/ч наличие минимума при 1 кф

Xi х2 х3

II 0.55 0.36 0.09 1.48 3.27 нет

III 0.53 0.33 0.14 1.44 2.49 нет

IV 0.53 0.28 0.19 1.37 2.13 нет

V 0.50 0.25 0.25 1.30 1.83 нет

VI 0.47 0.21 0.32 1.18 1.61 нет

VII 0.45 0.18 0.38 1.10 1.49 нет

VIII 0.40 0.12 0.48 0.97 1.26 нет

IX 0.30 0.07 0.63 0.74 0.94 нет

Таблица. П. 2.4.

Значения суммарного парового потока при первом и втором заданном разделении и первом классе фракционировки на границе оптимальности для смеси

хлороформ-толуол-хлорбензол

№ секущей состав исходной смеси, мол.д. Vcp, кмоль/ч yl кф кмоль/ч наличие минимума при 1 кф

X] х2 х3

I 0.08 0.83 0.09 2.28 2.01 есть

II 0.09 0.73 0.18 2.21 1.33 есть

III 0.09 0.64 0.27 2.21 1.02 есть

IV 0.07 0.56 0.37 1.98 0.74 есть

V 0.60 0.47 0.47 1.87 0.60 есть

VI 0.08 0.37 0.55 1.81 0.63 есть

VII 0.10 0.27 0.63 1.68 0.66 есть

VIII 0.15 0.17 0.68 1.55 0.80 есть

IX 0.20 0.08 0.72 1.43 0.92 есть

В табл. П.3.1 варианты выделения фракций обозначены так, как показано на рис. 5.13.

Таблица П.3.1.

Значения паровых потоков колонн разделения четырехкомпонентных

зеотропных смесей

№ п/п Вариант технологической схемы Паровой поток в колоннах V,, кмоль/ч Общий паровой поток схемы, V, кмоль/ч

1 колонна 2 колонна 3 колонна

хлороформ-четыреххлористый углерод-толуол-хлорбензол

Х"=0,1:0,3:0,3:0,3

1 I 1.261 0.678 (+) 1.056 2.995

2 II 1.261 1.308 0.642 (+) 3.211 (-)

3 III 0.776 (+) 0.756 1.056 2.588 (+)

4 IV 1.428 0.868 0.642 (+) 2.938

5 V 1.428 0.740 0.756 2.924

ХМ),25:0,25:0,25:0,25

6 I 1.200 0.565 (+) 0.880 2.645 (+)

7 II 1.200 1.090 0.535 (+) 2.825

8 III 0.815 (+) 1.000 0.880 2.695

9 IV 1.343 1.095 0.535 (+) 2.973

10 V 1.343 0.790 1.000 3.133 (-)

X1 =0,4:0,2:0,2:0,2

11 I 1.388 0.452 (+) 0.704 2.544 (+)

12 II 1.388 0.872 0.428 (+) 2.688

13 III 0.864 (+) 1.305 0.704 2.873

14 IV 1.272 1.440 0.428 (+) 3.140

15 V 1.272 0.846 1.305 3.423 (-)

Xb=0,7:0,1:0,1:0,1

16 I 2.331 0.226 (+) 0.352 2.909 (+)

17 II 2.331 0.436 0.214 (+) 2.981

18 III 0.968 (+) 2.128 0.352 3.448

19 IV 1.170 2.520 0.214 (+) 3.904

20 V 1.170 0.976 2.128 4.274 (-)

пентан-гексан-гептан-октан

XF=0,1:0,3:0,3:0,3

21 I 0.375 (+) 0.819 0.811 2.005 (+)

22 II 0.375 (+) 1.032 0.704 2.111

23 III 0.864 0.331 (+) 0.811 2.006

24 IV 1.141 0.388 0.704 2.233

25 V 1.141 0.788 0.331 (+) 2.260 (-)

Xh=0,25:0,25:0,25:0,25

26 I 0.530 (+) 0.675 0.676 1.881 (+)

27 II 0.530 (+) 0.870 0.587 1.987

28 III 0.840 0.505 (+) 0.676 2.021

29 IV 1.088 0.543 0.587 2.217

30 V 1.088 0.800 0.505 (+) 2.393 (-)

Xh=0,4:0,2:0,2:0,2

31 I 0.696 (+) 0.546 (+) 0.541 1.783 (+)

32 II 0.696 (+) 0.688 0.469 (+) 1.853

33 III 0.840 0.682 0.541 2.062

34 IV 1.048 0.704 0.469 (+) 2.221

35 V 1.048 0.828 0.682 2.558 (-)

XF=0,7:0,1:0,1:0,1

36 I 1.043 0.270 (+) 0.270 1.583 (+)

37 II 1.043 0.348 0.235 (+) 1.626

38 III 0.904 (+) 1.042 0.270 2.216

39 IV 1.017 1.043 0.235 (+) 2.295

40 V 1.017 0.920 1.042 2.979 (-)

бензол-толуол-этилбензол-анилин

Хь=0,1:0,3:0,3:0,3

41 I 0.522 (+) 0.921 0.509 1.952

42 II 0.522 (+) 0.834 0.860 2.216

43 III 0.996 0.370 (+) 0.509 1.876 (+)

44 IV 1.008 0.442 0.860 2.310 (-)

45 V 1.008 0.932 0.370 (+) 2.310 (-)

Х*=0,25:0,25:0,25:0,25

46 I 0.680 (+) 0.768 0.424 (+) 1.872 (+)

47 II 0.680 (+) 0.695 0.716 2.091

48 III 0.975 0.594 (+) 0.424 (+) 1.993

49 IV 1.005 0.638 0.716 2.359

50 V 1.005 0.930 0.594 2.529 (-)

Х*=0,4:0,2:0,2:0,2

51 I 0.856 (+) 0.614 0.340 (+) 1.810 (+)

52 II 0.856 (+) 0.556 (+) 0.573 1.985

53 III 0.972 0.809 0.340 (+) 2.120

54 IV 1.008 0.828 0.573 2.409

55 V 1.008 0.948 0.809 2.765 (-)

X"=0,1:0,1:0,1:0,1

56 I 1.239 0.307 0.170 (+) 1.716 (+)

57 II 1.239 0.278 (+) 0.287 1.804

58 III 1.000 (+) 1.235 0.170 (+) 2.404

59 IV 1.017 1.225 0.287 2.529

60 V 1.017 1.016 1.235 3.268 (-)

(+) - наименее энергозатратный вариант, (-) - наиболее энергозатратный вариант.