Как мы уже видели, существует достаточно большой набор ректификационных методов разделения так называемых «составов с затруднениями для разделения» (смотри, например, рис. 7). Возможность поливариантности таких методов интересует нас в данном курсе с точки зрения выбора оптимального решения. Предположим, что имеются три метода разделения азеотропной смеси (реально их может быть больше или меньше) – узел экстрактивной ректификации, удел с разделяющим агентом с промежуточной температурой кипения и двухколонный агрегат, работающий при различных давлениях в колоннах. Все три выбранных метода позволяют реализовать цель функционирования.

Не будем рассматривать подробно сами выбираемые методы ректификационного разделения. Мы учитываем их наличие как данность. Ограничения в применении того или иного метода могут быть связаны только с особенностями физико-химической структуры концентрационного пространства подвергаемой разделению смеси. Например, незначительное изменение состава азеотропа при изменении давления, отсутствие подходящего разделяющего агента с промежуточной температурой кипения и т.п.

На рис. 10, несколько упрощенно, приведены схемы узлов разделения азеотропной бинарной смеси 12 с минимумом температуры кипения и графы соответствующих концентрационных пространств.

Az: 20%

x

1

+ 80%

x

2

Az: 80%

x

1

+ 20%

x

2

Az 12

(80/20)

1,2 (F)

Р1

2

Р2

1

Az 12

(20/80)

а)

P1

P2

2

2

1

1

F

2+

РА

1,2 +РА (3)

1

2

РА

б)

2

1

РА (3)

WII

WI

WA

F

DII

DI

Az 12

DA

Неоднозначность по продуктам

231

23/12

12/13

12/23

123

213

2

2,3

1,2 +РА (3)

1,3

в)

3

3

1

3

2

РА (3)

1,2

1,3

1

г)

2

1

РА (3)

W

F

231

123

12/23

12/13 (2/13)

D

Траектория непрерывной ректификации

1

РА (3)

Az 12

2,3

2

3 (РА)

д)

2

РА (3)

D

W

F

DI

Az 12

213

123

12/23

(1/23)

12/13

α

A

12

Рис.10. Схемы узлов разделения азеотропной бинарной смеси 12 с минимумом температуры кипения и графы соответствующих концентрационных пространств: а – двухколонный агрегат, работающий при различных давлениях в колоннах; б, в – схемы с разделяющим агентом с промежуточной температурой кипения; г, д – схемы экстрактивной ректификации.

Критерием оптимизации для схем из простых колонн может быть суммарное тепло, затраченное на подогрев куба колонны и охлаждение в дефлегматоре или общий тепловой баланс с учетом рекуперации. При оптимизации узлов вновь проектируемых схем включающих сложные колонны стоит применять критерии, включающие суммарные затраты. При реконструкции действующих производств выбор критерия следует производить с учетом цели и возможностей реконструкции.