Доклады о будущих и современных технологиях

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПОЛОГО РАСПЫЛИВАЮЩЕГО АБСОРБЕРА

М. А. Чешинский, А. Н. Лабутин

Научный руководитель - А. Н. Лабутин, д-р техн. наук, профессор

Ивановский государственный химико-технологический университет

В ряде работ предложено осуществлять непрерывный газожидкостной процесс оксиэтилирования в несколько стадий: стадия физической абсорб­ции оксида этилена метанолом при низкой температуре, стадия химиче­ского взаимодействия в трубчатом жидкофазном реакторе и стадия разде­ления реакционной смеси с организацией рецикла по легким нецелевым компонентам. Обоснован выбор аппаратурного оформления.

Ранее нами была решена задача оптимизации трубчатого реактора, определен состав исходной смеси на его входе, размеры аппарата и темпе­ратурный режим, обеспечивающие максимальный выход целевых продук­тов при их заданном соотношении.

“Вход” реактора является “выходом” для абсорбера. В настоящей ра­боте рассмотрены вопросы моделирования и оптимизации полого распы- ливающего абсорбера. Задача оптимизации абсорбера заключается в сле­дующем. Требуется при заданной нагрузке по жидкой фазе на входе в аб­сорбер и ее составе определить габариты аппарата (диаметр, высоту), пе­репад давления на распыливающем устройстве, параметры форсунки, дав­ление газовой фазы, температуру жидкой фазы, обеспечивающие заданную степень насыщения жидкости оксидом этилена.

Для решения задачи оптимизации разработана математическая модель полого распыливающего абсорбера, программное средство для моделиро­вания и расчета. Проведены исследования влияния диаметра капли, корне­вого угла распыла, температуры жидкой фазы на концентрацию погло­щаемого компонента в капле, температуру и массу капли, траекторию по­лета капли. Выяснено, что чем меньше диаметр капли, тем меньше темпе­ратура капли, но больше концентрация поглощаемого компонента в этой капле в конце полета. С уменьшением диаметра капли жидкости время пребывания ее в аппарате увеличивается. Установлено, что корневой угол распыла несущественно влияет на параметры жидкой капли, но влияет на технологические размеры абсорбера, т. к. с увеличением корневого угла распыла возрастает длина траектории полета капли. С увеличением темпе­ратуры распыливаемой жидкости растворимость в ней оксида этилена уменьшается.

В результате оптимизации определены оптимальные значения пара­метров при выбранном распыливающем устройстве - центробежно­струйной форсунке.