Построение профиля температур и профиля концентраций по высоте колонны
Для построения профиля температур и профиля концентраций по высоте колонны определим температуру и составы равновесных фаз для каждой теоретической тарелки по изобарным кривым и составим таблицу полученных данных:
Таблица 6-Профиль температур и концентраций по высоте колонны
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер тарелки |
Температура, °С |
x' |
y' |
|
|
1 |
97.6 |
0,915 |
0,971 |
|
|
2 |
99.5 |
0,84 |
0,955 |
|
|
3 |
101.5 |
0,76 |
0,925 |
|
|
4 |
103.9 |
0,66 |
0,88 |
|
|
5 |
106 |
0,58 |
0,815 |
|
|
6 |
107.9 |
0,52 |
0,725 |
|
|
7 |
109.8 |
0,46 |
0,675 |
|
|
8 |
111.8 |
0,40 |
0,61 |
|
|
9 |
114.1 |
0,33 |
0,54 |
|
|
10 |
117.1 |
0,25 |
0,44 |
|
|
11 |
120 |
0,175 |
0,335 |
|
|
12 |
122.7 |
0,11 |
0,235 |
|
|
13 |
125.0 |
0,06 |
0,14 |
|
|
14 |
126.5 |
0,026 |
0,075 |
|
|
| |||
Рисунок 9 – Профиль температур по высоте колонны
Рисунок 10 – Профиль концентраций жидкой фазы по высоте колонны
Рисунок 11- Профиль концентраций паровой фазы по высоте колонны
Расчет жидкостных и паровых нагрузок по высоте колонны
Флегмовые Rn и паровые Пn числа соответственно для концентрационной и отгонной частей ректификационной колонны определим по тепловой диаграмме как отношения отрезков:
Rn = g'n / D' = Gn+1D / gnGn+1 и Пn = G'n / W' = Wgn+1/ gn+1Gn
т.е. для 1 тарелки: R1 = 227.5/118 = 1.93;
для 14 тарелки: П14 = 366/ 136 = 2,69
По
рассчитанным данным можем определить
мольные расходы жидкостиg'n
и пара G'n:
для концентрационной части колонны:
g'n = Rn · D', (28)
G'n+1=G'n+g'n-g'n-1, (29)
для отгонной части колонны:
g'n-1 = G'n+g'n-G'n+1 (30)
G'n = Пn · W', (31)
т.е. для 1 тарелки: g'1 =1.93·170.31 = 328.35 кмоль/ч;
G'1 = D' = 457.29 кмоль/ч;
для 14 тарелки: g'14 = 283.3 кмоль/ч;
G'14= 447.29 кмоль/ч.
Найденные мольные расходы пересчитываем в массовые, используя следующие уравнения:
gn = g'n · Mgn , (32)
Gn = G'n · MGn. (33)
где Mgn и MGn – средние молярные массы соответственно равновесных потоков жидкости и паров, покидающих n – ную тарелку, кг /кмоль.
Mgn = MБ · x'n + MТ · (1 - x'n), (34)
MGn = MБ · y'n + MТ · (1 - y'n), (35)
Для 1 тарелки: Mg1 = 78 · 0,915+ 92 · (1 – 0,915) = 79.19 кг/кмоль;
MG1 = 78 · 0,971 + 92 · (1 – 0,971) = 78,406 кг/кмоль;
g1 = 317,88 · 78,38 = 26002.03кг/ч;
G1 = 457.29 · 78,35 =39097.67 кг/ч.
Составим таблицу полученных данных
Таблица 7-Профиль нагрузок по высоте колонны
|
|
Концентрационная секция |
|
|
|
|
|
| ||||
|
№ |
R |
G׳ |
g׳ |
x׳ |
y׳ |
MG |
Mg |
G |
g | ||
|
1 |
1.93 |
498.66 |
328.35 |
0,915 |
0,971 |
79.19 |
78.406 |
39097.94 |
26002.04 | ||
|
2 |
1.88 |
490.49 |
320.18 |
0,84 |
0,935 |
80.24 |
78.91 |
38704.52 |
25691.24 | ||
|
3 |
1.86 |
487.09 |
316.78 |
076 |
0,885 |
81.36 |
79.61 |
38777.57 |
25773.22 | ||
|
4 |
1.81 |
478.09 |
308.26 |
0,66 |
0,83 |
82.76 |
80.38 |
38467.46 |
25511.60 | ||
|
5 |
1.77 |
471.76 |
301.45 |
0,58 |
0.77 |
83.88 |
81.22 |
38316.35 |
25285.63 | ||
|
6 |
1.74 |
466.65 |
296.34 |
0,52 |
0,725 |
84.72 |
81.85 |
38195.30 |
25105.93 | ||
|
№ |
П |
G׳ |
g׳ |
x׳ |
Y׳ |
MG |
Mg |
G |
g | ||
|
|
|
|
Отгонная часть |
|
|
|
|
| |||
|
7 |
2.84 |
469.28 |
298.97 |
0,46 |
0,675 |
85.56 |
82.55 |
38739.06 |
25579.87 | ||
|
8 |
2,82 |
467.17 |
296.86 |
0,4 |
0,61 |
86.4 |
83.46 |
38990.01 |
25648.7 | ||
|
9 |
2,80 |
465.07 |
294.76 |
0,33 |
0,54 |
87.38 |
84.44 |
39027.51 |
25756.13 | ||
|
10 |
2,79 |
464.01 |
293.70 |
0,25 |
0,44 |
88.5 |
85.85 |
39830.62 |
25992.45 | ||
|
11 |
2,77 |
460.85 |
291.6 |
0,175 |
0,33 |
89.55 |
87.31 |
40236.81 |
26112.78 | ||
|
12 |
2,75 |
458.74 |
289.49 |
0,11 |
0,235 |
90.46 |
88.7 |
40694.83 |
26187.27 | ||
|
13 |
2,70 |
453.48 |
284.23 |
0,06 |
0,14 |
91.16 |
90.04 |
40831.34 |
25910.41 | ||
|
14 |
2.69 |
447.29 |
283.3 |
0.026 |
0.075 |
91.64 |
90.95 |
40681.03 |
25961.61 | ||
Рисунок 12- Профиль флегмового числа по высоте колонны
Рисунок 13- Профиль парового числа по высоте колонны
Рисунок 14- Профиль жидкостных нагрузок по высоте колонны
Рисунок 15- Профиль паровых нагрузок по высоте колонны
Рисунок 16- Профиль жидкостных и паровых нагрузок по высоте колонны.