SEPARATION OF MIXTURES By COMBINING RECTIFICATION AND FRACTIONAL CRySTALLIZATION PROCESSES

Abstract

Рассмотрены различные варианты разделения бинарных смесей путем сочетания процессов фракционной кристаллизации и ректификации. При использовании предлагаемых вариантов исходная смесь в зависимости от ее состава может быть первоначально направлена на стадию ректификации или же на одну из стадий кристаллизации разделяемых компонентов. Для того, чтобы снизить затраты энергии на проведение рассматриваемых сопряженных процессов, предложены схемы с организацией рекуперативного теплообмена между потоками, а также схемы с использованием тепловых насосов закрытого и открытого типа. Данные приемы позволяют увеличить энергоэффективность таких процессов. Кроме того, проведен анализ влияния состава и температуры исходной смеси, температуры фракционирования на стадии кристаллизации, составов дистиллятов и кубовых остатков на параметры разделения. Установлено, что при подаче исходной смеси на стадию кристаллизации одного из компонентов энергетические затраты на проведение рассматриваемого процесса обычно ниже, чем при подаче исходной смеси на стадию ректификации. Показано, что использование сочетания процессов фракционной кристаллизации и ректификации позволяет существенно расширить диапазоны возможного разделения и увеличить технико-экономические показатели процесса разделения.Ключевые слова: кристаллизация, ректификация, тепловые насосы, рекуперация тепла, сопряженные процессы, энергетические затраты.Various options of separation of binary mixtures by combining the processes of fractional crystallization and rectification are considered. The base mixture, depending on its composition, can be initially directed to the rectification stage or to one of the stages of separated components crystallization using the proposed variants. The flow diagrams of integrated heat exchanging systems and schemes involving open and closed type heat pumps under consideration for the determination of ways of reducing energy consumption of the coupled processes were suggested. These solutions enable improving the processes energy efficiency. In addition, the analysis of the effect of the composition and temperature of the initial mixture, the temperature of fractionation at the crystallization stage, the composition of distillates and bottom products on the separation parameters was carried out. It was found that when the initial mixture is fed to the stage of crystallization of one of the components, the energy costs for carrying out the process under ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОй ТЕХНОЛОГИИ

Prospects of Applying Heat Pumps Upon Carrying Out Combined Mass Transfer Processes

“…Особенно выгодно использовать тепловые насосы при разделении различных смесей сочетанием процессов ректификации и фракционной кристаллизации, так как ректификация является энергоемким процессом. В этом случае имеет место особенно большое количество возможных вариантов разделения [14,39,[46][47][48].…”