3. Определение размеров колонны

1. Относительный мольный расход питания

(2.15)

2. Уравнения рабочих линий

В верхней части колонны

(2.16)

В нижней части колонны

(2.17)

3. Средние концентрации жидкости

В верхней части колонны

(2.18)

В нижней части колонны

(2.19)

4. Средние концентрации пара находим по уравнениям рабочих линий

В верхней части колонны

В нижней части колонны

5. Средняя молекулярная доля пара в колонне

По фазовой диаграмме t-X,Y находим, что величине Y_ср=0,3517 соответствует температура пара

t_П=87,8⁰С

6. Средняя мольная масса смеси при данной температуре

(2.20)

6. Средняя плотность пара при этой температуре и давлении по уравнению состояния составляет:

(2.21)

где R – универсальная газовая постоянная, R=846; Т – абсолютная температура кипения.

6. Объемный расход, проходящего через колонну пара при средней температуре

(2.22)

где М_d – мольная масса дистиллята

6. Средняя плотность жидкости в колонне

6. Объемный расход жидкости в нижней и верхней части колонны

(2.23)

(2.24)

где

6. Примем расстояние между тарелками

Н_Т=300 мм

D_К=0,8 м.

6. Скорость пара в колонне

(2.25)

6. Расчетная скорость пара

6. Диаметр колонны

(2.26)

6. Принимаем тарелку типа ТР

Н_Т=350 мм

D_К=1400 мм

2.4.16. Уточняем действительную скорость пара в колонне

17. Определение высоты колонны

(2.31)

2.5. Гидравлический расчет колонны

2.5.1. Диаметр отверстий тарелок принимаем 4 мм, толщина δ=(0,5÷0,8)d_отв, принимаем δ=3 мм. Шаг отверстий на тарелке t=(2.5÷5)d_отв=12мм. Отверстия размещаются по шестиугольнику. Высота сливной планки 40 мм.

2.5.2. Площадь живого сечения отверстий:

(2.32)

ω_отв – скорость пара в отверстиях, принимаем 5 м/с, тогда:

см²

2.5.3. Гидравлическое сопротивление тарелки:

(2.33)

G – поверхностное натяжение жидкости (для нижней части колонны х_ср=0,1225; для верхней части колонны х_ср=0,525);

h_пер – высота сливного порога, 40 мм;

- отношение расходов жидкости и пара.

Для верхней части колонны средние мольные доли жидкости и пара х_ср= 0,525, у_ср= 0,577.

Средняя молекулярная масса жидкости

Средняя молекулярная масса пара:

.

Отношение массовых расходов в верхней части колонны:

Отношение массовых расходов в нижней части колонны:

;

;

.

Гидравлическое сопротивление верхней части колонны:

Н/м²,

Сопротивление нижней части колонны:

Н/м²;

Общее сопротивление колонны:

Н/м²; (2.34)

Среднее гидравлическое сопротивление тарелки:

(2.35)

.

Проверим достаточность применяемого расстояния между тарелками:

; (2.36)

где - гидравлическое сопротивление одной тарелки.

Это меньше принятого для расчёта расстояния между тарелками.