5. Технологический расчет

5.1. Пересчёт массовых концентраций компонентов в мольные

Пересчёт массовых концентраций компонентов в мольные сделаем по формуле:

,

где - мольная масса компонента k (кг/кмоль).

Мольная концентрация гексана:

,

где - массовая концентрация гексана в сырье;

- массовая концентрация толуола в сырье;

= 86,18 кг/кмоль - мольная масса гексана;

= 92,13 кг/кмоль – мольная масса толуола;

.

Мольная концентрация толуола:

,

.

Проверка:

.

Расчёт выполнен правильно.

5.2. Определение температуры начала кипения смеси

Температуры компонентов при нормальном давлении (101кПА): гексан 68,7˚С, толуола 110,8˚С. Выберем в качестве первого приближения температуры 90 и 120˚С. Давления насыщенных паров при этих температурах указаны в таблице.

Гексан, , мм.рт.ст.	1410	2981
Толуол, , мм.рт.ст.	408	973

Давление насыщенных паров гексана: при 90⁰С – 1410 мм рт ст, при 120⁰С – 2981 мм рт ст; давление насыщенных паров толуола: при 90⁰С – 408 мм рт ст, при 120⁰С – 973 мм рт ст.

Для упрощения переведём давление в миллиметры ртутного столба:

1 мм рт ст = 133,3 Па.

мм рт ст.

Найдём значения суммы в уравнении изотермы жидкой фазы при этих температурах:

.

.

5.3. Выбор температуры и давления водяного пара

Рис. 4. Определение конечной температуры сырья.

Таким образом .

Проверим полученную температуру по формуле:

,

где

-температура начала кипения гексана;

-температура начала кипения толуола;

-значение суммы при ;

- значение суммы при ;

.

Значение температуры выбрано верно.

Температура горячего потока должна быть не менее . По справочнику принимаем в качестве теплоносителя водяной пар давлением 0,2703 МПа, который имеет температуру .

5.4. Определение средней разности температур

Теплоноситель (пар):

Хладагент (сырьё):

Средняя разность температур рассчитываем по формуле:

,

где

- большая разность температур на одном конце теплообменника;

- меньшая разность температур на другом конце теплообменника;

Таким образом, средняя разность температур:

.

Найдём средние температуры конденсата и углеводородного сырья. Температура горячего потока постоянна, поэтому средняя температура холодного потока будет равна:

.

5.5. Нахождение теплофизических свойств потоков при их средних температурах

Плотности: кг/м³ , кг/м³.

Теплоёмкость: Дж/(кг·К), Дж/(кг·К).

Вязкость: Па·с Па·с.

Теплопроводность: Вт/(м·К), Вт/(м·К).

Свойства смеси ароматических углеводородов определяем по уравнениям:

Плотность: ;

кг/м³.

Теплоёмкость: Дж/(кг·К).

Вязкость: ;

Па·с.

Теплопроводность: Вт/(м·К);

Вт/(м·К).

Формулы дали одинаковые значения.

Свойства насыщенного водяного пара и парового конденсата берём из приложений. Все полученные значения сводим в таблицу.

Теплофизические свойства потоков

Свойство	Размерность	НК	ВК	Х/А	НВП	Конденсат
		70	70	70	130	130
	кг/м3	612	818	732	1,494	935
	Дж/(кг·К)	2368	1936	2087	1,890	4270
	мПа·с	0,206	0,350	0,286	0,0135	0,212
	Вт/(м·К)	0,137	0,125	0,130	0,027	0,086
	кДж/кг	-	-	-	2179