Продолжение.

Далее в концентрационном симплексе соединяли граничные точки, соответствующие равенству энергозатрат для двух и более схем, тем самым получая области, в которых оптимальна та или иная схема. Границами искомых областей являются изоэнергетические многообразия, в которых наблюдается равенство энергозатрат для двух или более схем. Результаты представлены на рис 29.

Из рисунка 29 видно, что большую часть концентрационного симплекса занимает область оптимальности схемы с предварительным фракционированием; эта область прилегает к вершине тяжелокипящего компонента. Большой диапазон применимости и расположение области оптимальности этой структуры коррелирует с рядом известных эвристик. Например, с такими:

· компонент, содержание которого существенно превышает содержание всех остальных компонентов исходной смеси, должен отбираться первым в общей последовательности выделения компонентов;

· процесс разделения наиболее трудноразделимой пары компонентов должен проводится последним в общей последовательности разделения.

Сравнение результатов оптимизации схем.

В ходе работы была проведена параметрическая оптимизация технологических схем экстрактивной ректификации смеси циклогексан – бензол – этилбензол, принадлежащих различным классам структур: класс П – схемы, состоящие из двухотборных колонн (схемы–прообразы), класс Ф – схемы, содержащие сложные колонны с боковыми секциями (схемы–образы). В результате были найдены параметры (температура, расход, уровень ввода экстрактивного агента, положение тарелок питания всех колонн схемы, уровень и количество бокового отбора), обеспечивающие минимальные энергозатраты на разделение. Выше подробно были описаны все необходимые этапы оптимизационной процедуры для одной их схем каждого класса. Для остальных схем разделения мы провели подобную оптимизацию, включающую те же этапы.

Для смеси циклогексан – бензол – этилбензол нами был рассмотрен состав питания,%мол.: 10-80-10.

Обратимся к результатам оптимизации технологических схем. В табл.20 представлена совокупность параметров схем класса П (рис.31), обеспечивающих минимальные энергозатраты.

Рис.31. Технологические схемы класса П для разделения смеси циклогексан – бензол – этилбензол экстрактивной ректификацией, разделяющий агент – анилин

Для всех исследуемых структур температура подачи разделяющего агента достаточно высока, она превышает температуру кипения верхнего продукта, однако при этом анилин остается в жидкой фазе для обеспечения нисходящего потока экстрагента. Расход анилина варьируется от 0,6 до 0,7 на единицу потока исходного питания, это достаточно невысокие значения. Оптимизация этого параметра с учетом энергопотребления колонны регенерации позволяет существенно снизить энергозатраты.

Более подробные результаты, включающие энергопотребление каждой колонны технологических схем класса П представлены в табл.21.

Таблица 20. Оптимальные параметры схем разделения смеси циклогексан – бензол – этилбензол, состоящих из двухотборных колонн. ЭА – анилин

Таблица 21. Энергопотребление (ГДж/ч) и флегмовые числа колонн в схемах класса П