Рис.25. Изменение энергозатрат в зависимости от температуры подачи ЭА.

Видно, что при изменении температуры подачи ЭА оптимальное положение уровня подачи ЭА практически не изменяется. Флегмовое число уменьшается с уменьшением температуры. Это связано с тем, что при более высокой температуре возрастает концентрация анилина в укрепляющей секции колонны и для получения циклогексана заданного качества требуется возвращать в колонну больший поток флегмы. Зависимость суммарных энергозатрат от температуры имеет экстремальный характер – минимальные энергозатраты наблюдается при температуре подачи ЭА 80°С, что видно из рисунка 25.

Изменение энергозатрат на разделение при разных температурах подачи экстрактивного агента можно объяснить, рассмотрев уравнение теплового баланса экстрактивной колонны (4).

Qкип = QD + QW + Qконд – QF – QЭА

(4)

QF-количество тепла, поступающее с потоком исходной смеси

QЭА - количество тепла, поступающее в колонну с потоком экстрактивного агента;

QD-количество тепла, отводимое из колонны с потоком дистиллята;

QW - количество тепла, отводимое из колонны с кубовым потоком;

Qконд - количество тепла, отводимое при конденсации потоков дистиллята и флегмы;

Члены уравнения Qконд и QЭА зависят от ТЭА. С одной стороны, с ростом температуры анилина происходит увеличение флегмового числа и затрат на конденсацию (Qконд), а с другой стороны, увеличивается количество тепла, приносимое потоком ЭА в колонну (QЭА). Очевидно, что увеличение Qконд приводит к росту энергопотребления в кубе, а увеличение QЭА – к его снижению.

Определив на предыдущем этапе оптимальные уровни подачи входящих потоков экстрактивной колонны, а также температуру ввода разделяющего агента, закрепив их, мы исследовали влияние расхода ЭА на энергозатраты. Некоторые результаты представлены в табл.7 и на рис.26.

Таблица 7. Зависимость энергозатрат от расхода ЭА при температуре его подачи

80 0С. Уровни подачи NЭА/NF = 3/10.

Расход ЭА, кмоль/ч		Энергозатраты, ГДж/ч
70	1.52	1.136	7.524	9.483
80	1.37	1.131	7.508	9.587
90	1.23	1.129	7.491	9.692
100	1.08	1.129	7.474	9.796
110	0.93	1.131	7.457	9.900

Из приведенных данных видно, что энергозатраты экстрактивной колонны мало зависят от расхода ЭА.

Для всей схемы в целом наблюдается монотонная зависимость энергозатрат с минимальным значением при расходе ЭА, равным 70 кмоль/час. С уменьшением расхода анилина увеличивается флегмовое число и, соответственно, энергозатраты на конденсацию.

Наряду с этим уменьшается количество тепла, приносимое в колонну с потоком экстрактивного агента. Это приводит к росту Qкип. С другой стороны, за счет уменьшения кубового потока происходит снижение Qw, а следовательно и Qкип.

Рис.26. Зависимость энергозатрат от расхода ЭА при температуре 800С.

Далее мы проделали подобную процедуру для каждого значения температуры ЭА и различного положения тарелок питания, в результате мы определили оптимальный расход экстрактивного агента. При этом для каждого набора параметров фиксировали энергозатраты на разделение. Результаты расчета приведены в таблице 8.

Таблица 8. Зависимость величины оптимального расхода ЭА от его температуры и положения тарелок.

NЭА/NF	Опт. расход ЭА, моль/час		Энергозатраты, ГДж/час
Тэа=1000С
3/8	70	3. 20	1.146	9.493
3/9		1.13	1,133	9.901
3/10		1.13	1,136	9.901
4/8		1. 19	1, 195	9.971
4/9		1.15	1,148	9.917
4/10		1.14	1,140	9.903
Тэа=900С
3/8	70	2.06	1.146	9.493
3/9		2.35	1.134	9.480
3/10		2.00	1.136	9.483
4/9		2.07	1.147	9.493
4/10		2.03	1.139	9.485
4/11		2.04	1.1478	9.493
Тэа=800С
3/8	70	1,54	1.146	9.493
3/9		1,53	1.134	9.480
3/10		1.53	1.136	9.483
4/9		1,55	1.147	9.492
4/10		1,54	1.139	9.485
4/11		1,53	1.147	9.493
Тэа=700С
3/8	70	0.98	1.145	9.492
3/9		0.94	1.133	9.481
3/10		0.93	1.136	9.483
4/9		0.99	1.146	9.491
4/10		0.95	1.136	9.494
4/11		0.96	1.147	9.493
Тэа=600С
3/8	70	0.11	1.182	9.535
3/9		0.08	1.174	9.529
3/10		0.07	1.171	9.528
4/9		0.10	1.182	9.535
4/10		0.07	1.175	9.530
4/11		0.07	1.172	9.528