Практически все полученные графы соответствуют схемам с боковыми укрепляющим секциями. Для структуры (рис. 20а) возможно преобразование одновременно по двум ребрам, что позволяет получить схему разделения в одной сложной колонне с двумя боковыми секциями. Структура схемы-прообраза (рис. 20д) приводит к схеме–образу с боковой исчерпывающей секцией.

Рис. 20. Графовые преобразования технологических схем разделения смеси циклогексан – бензол – этилбензол – анилин методом экстрактивной ректификации; а, д, ж – схемы 1, 2, 3 рис. 19; +, - – подвод и отвод тепла, – вершина, не обладающая свойством входа или выхода, – питание

Таким образом, нами синтезировано пять технологических структур разделения смеси циклогексан – бензол – этилбензол – анилин (рис.21). Все они относятся к классу схем, содержащих сложные колонны с боковыми секциями. В ряде случаев подобные структуры позволяют снизить энергозатраты на разделение.

Рис.21. Технологические схемы разделения смеси циклогексан – бензол – этилбензол – анилин, содержащие сложные колонны с боковыми секциями.

Параметрическая оптимизация.

Определение оптимальных рабочих параметров традиционных схем экстрактивной ректификации азеотропной смеси циклогексан - бензол-этилбензол

Принципиальные технологические схемы экстрактивной ректификации смеси циклогексан-бензол-этилбензол с использованием анилина в качестве разделяющего агента приведены на рис.22, 23 и 24.

Схемы 1 и 2 относятся к типу структур, где экстрактивный агент подается в первую колонну, что позволяет на первом этапе выделить азеотропообразующий компонент.

Рассмотрим схему 1 подробнее. Разделяющий агент подается в верхнюю часть колонны экстрактивной ректификации К1, а исходная смесь – в середину колонны. В качестве дистиллята колонны К1 в отбирается практически чистый высококипящий компонент - циклогексан (при давлении 0,3 кг/см2 он является наиболее легколетучим). Кубовая жидкость, содержащая бензол, этилбензол и анилин, направляется на разделение в колонну К2, где бензол выделяется в виде верхнего продукта, а анилин и этилбензол – в виде нижнего. Затем кубовая жидкость направляется в колонну регенерации разделяющего агента К3, где в качестве дистиллята отбирается этилбензол, а кубовый продукт содержит анилин. Далее регенерированный ЭА, после добавления небольшого количества свежего анилина, вновь подается в верхнюю часть колонны К1.

Схема 2. В целом данная структура отличается от предыдущей только расположением колонны регенерации разделяющего агента. Экстрактивная колонна К1 работает аналогично предыдущей схеме 1, где в качестве дистиллата выделяется легкокипящий циклогексан. Вторая колонна работает в режиме второго заданного разделения, ее кубовым продуктом является анилин, направляемый далее на рецикл. В последней колонне происходит разделение бензола и этилбензола.

Рассмотрим схему 3. Эта структура относится к классу схем, где первоначально происходит разделение многокомпонентной смеси на зеотропную и азеотропную составляющие, каждая из которых далее делится соответствующими способами. Исходная смесь, содержащая ЦГ-Б-ЭБ подается в колонну разделения К1, здесь происходит отделение этилбензола в виде кубового продукта от азеотропной смеси циклогексан-бензол. Дистиллат колонны подается на дальнейшее разделение в традиционный комплекс экстрактивной ректификации, состоящий из двух колонн К2 (экстрактивная колонна) и К3 (колонна регенерации экстрактивного агента).

Рис.22. Схема 1 разделения смеси ЦГ-Б-ЭБ методом экстрактивной ректификации.