Настоящая статья посвящена описанию одного из способов интенсификации процесса ректификации. Таким способом является циклическая ректификация, а именно создание управляемых режимов периодического движения фаз в аппаратах. В статье описано развитие исследований циклических режимов ректификации с 70-х годов XX века. Показан рост интереса к данной тематике с 1965 по 1985 годы, а также активное внимание в настоящий момент. Описана математическая модель поочерёдного движения потоков пара и жидкости в колонне непрерывной ректификации бинарной смеси. Для описания эффективности процесса использован термодинамический критерий разделительной способности колонны. Показаны сложности расчета циклического режима в связи с необходимостью использовать различные системы дифференциальных уравнений для разных значений транспортного запаздывания.
This paper describes cyclic distillation as a way of intensify the distillation process. Cyclic distillation is method of operating a process where the controlled regime of separate phase movement is organized in distillation equipment. The paper describes the development of research cyclic distillation since the 70s of the twentieth century. Growing interest is shown in this topic from 1965 to 1985 as well as active attention now. Mathematical model of separate liquid and vapor movement in binary distillation column is described. Thermodynamic separation criterion is used as efficiency criterion. The need to use a variety of differential equations for different values of the transport delay increases the complexity of calculating the cyclic distillation.
1. Беме Б. Оптимальные циклические режимы в процессах разделения: дис. … канд. техн. наук. – М., 1975. – 135 с.
2. Гальцов А.В. Оптимизация процесса ректификации на основе термодинамического критерия / А.В. Гальцов, В.П. Майков // ТОХТ. – М.: 1971. – Т. 5, № 2. – С. 308.
3. Цирлин А.М. Оптимальные циклы и циклические режимы. – М.: Химическая технология, 1985. – 265 с.
4. Baron G. Stepwise periodic distillation – I: total reflux operation / G. Baron, S. Wajc, R. Lavie // Chemical Engineering Science. – 1980. – Vol. 35. – P. 859–865.
5. Gel’perin N.I. Operation of a bubble-cap fractionating column in a cyclic regime / N.I. Gelperin, L.M. Polotskii, T.G. Potapov // Chemical and Petroleum Engineering. – 1976. – Vol. 11 – P. 707–709.
6. Kiss A. Cyclic distillation – Design, control and applications // Separation and Purification Technology. – 2014. – Vol. 125. – P. 326–336.
7. Kiss A. Pilot-scale studies of process intensification by cyclic distillation // AIChE Journal. – 2015. – Vol. 61. – P. 2581–2591.
8. Matsubara M. Binary periodic distillation scheme with enhanced energy conservation – I: principle and computer simulation / M. Matsubara, N. Watanabe, H. Kurimoto // Chemical Engineering Science. – 1985. – Vol. 40. – P. 715–721.
9. McWhirter J.R. Controlled cycling distillation / J.R. McWhirter, M.R. Cannon // Industrial and Engineering Chemistry. – 1961. – Vol. 53 – P. 632–634.
10. Robinson R.G. Analysis of controlled cycling mass transfer operations / R.G. Robinson, A.J. Engel // Industrial and Engineering Chemistry. – 1967. – Vol. 59. – P. 22–29.
11. Schrodt V.N. Plant-scale study of controlled cyclic distillation / V.N. Schrodt, J.T. Sommerfeld, O.R. Martin, P.E. Parisot, H.H. Chien // Chemical Engineering Science. – 1967. – Vol. 22. – P. 759–767.
12. Sommerfeld J.T. Studies of controlled cyclic distillation: I. Computer simulations and the analogy with conventional operation / J.T. Sommerfeld, V.N. Schrodt, P.E. Parisot, H.H. Chien // Separation Science and Technology – 1966. – Vol. 1. – P. 245–279.
13. Szonyi L. Periodic cycling of distillation-columns using a new tray design / L. Szonyi, I.A. Furzer // AIChE Journal – 1985. – Vol. 31. – P. 1707–1713.
14. Thompson M.F. Hydrodynamic simulation of periodic cycled plate columns / M.F. Thompson, I.A. Furzer // AIChE Journal. – 1985. – Vol. 31. – P. 1275–1287.