14.3.Схема колони ректифікації для математичного опису робочих ліній процесу.

Рис.3.

Позначення параметрів процесу:

• G_f, G_фл, G_д, G _до - витрати харчування, флегми, дистиляту, куба;

• x_f, x_д, x_к - молярні сполуки відповідних потоків;

• R=G_фл/G_д - флегмове число.

14.3.1.Розрахунок робочего флегмового числа.

,

де x_f - задана сполука рідкої фази потоку живлення;

y_f - відповідний йому рівноважна сполука парової фази потоку харчування.

Робоче флегмове число знаходять зі співвідношень:

R=1,3*R_min+0,3

або

R=σ* R_min,

де σ =1,2-2,5 - коефіцієнт надлишку флегми.

14.3.2.Рівняння робочої лінії верхньої (зміцнювальної) частини колони.

(1)

де y, x - сполуки парової й рідкої фаз верху колони, молярні частки; x_д - сполука дистиляту.

Позначимо: .

116

14.3.3.Рівняння робочої лінії нижньої (вичерпної) частини колони.

(2)

де .

Позначимо: ;

14.4. Побудова робочих ліній процесу ректифікації.

Рис.4.

• 1 - Рівноважна лінія процесу ректифікації;

• 2 - Лінія рівних концентрацій парової й рідкої фаз компонента А в колоні.

• Сполуки парової й рідкої фаз у верхній і нижній частинах колони рівні, тобто відповідають лінії 2.

• По x_д знаходять крапку С.

• По x_к знаходять крапку А.

• По x_f проводять вертикаль.

• По осі y відкладають величину зі співвідношення (1) і одержують крапку D.

• Одержують крапку М на перетинанні СD з вертикаллю від x_f.

117

• Одержують СМ - робочу лінію верху колони.

• Проводять МА - робочу лінію низу колони.

14.5. Діаграма «Робоча лінія-лінія рівноваги» процесу ректифікації.

Рис.7.

• 1 - рівноважна лінія процесу бінарної ректифікації;

• 2 - Лінія рівних концентрацій у паровій і рідкій фазах

• Лінія СМ – робоча лінія верху колони з параметрами: ;

• Лінія МА - робоча лінія низу колони з параметрами:

; ; .

Аналіз діаграми «Робоча лінія - лінія рівноваги».

• По діаграмі визначають наступні параметри:

• Число щаблів поділу, число теоретичних тарілок n_т і число реальних тарілок , де η - к.п.д. тарілки.

• Рушійну силу процесу в будь-яких крапках колони:

, , що відповідає напрямку масопередачі , і .

• Рушійні сили залежать:

• від режимних параметрів процесу, що визначають положення рівноважній кривій (Р и θ);

• від x_f , x_д, x_к - визначальне положення робочої лінії процесу;

• від R=G_фл/G_д й , тобто від G_фл, G_д, G_f;

118

• від теплових параметрів G_f.

• Необхідну рушійну силу процесу ректифікації можна забезпечити:

• стабілізацією режимних параметрів Р або θ;

• стабілізацією параметрів потоку живлення G_f й θ _f;

• стабілізацією або зміною флегмового числа R=G _фл /G_д .