5.4. Вычислим минимальное флегмовое число и действительное число флегмы, с принятым коэффициентом избытка флегмы в пределах 1,1-1,5.

Так как кривая равновесия не имеет точек перегиба, минимальное флегмовое число определим по формуле [4]:

где: - содержание низкокипящего компонента в паре, равновесном с жидкостью в сырье. ( определяем по диаграмме ).

Подставив значения, получим;

Рабочее число флегмы определим по формуле [4]:

Подставив значения, получим

5.5. Нанесем на диаграмму рабочие линии укрепляющей и исчерпывающей частей колонны. Определим теоретическое число ступеней изменения концентрации. Число действительных тарелок, с учетом среднего значения КПД тарелки.

Уравнение рабочей линии верхней (укрепляющей) части ректификационной колонны имеет вид:

Подставив значения, получим:

Уравнение рабочей линии нижней (исчерпывающей) части ректификационной колонны имеет вид:

Подставив значения, получим:

По графику ( ) определим температуры верха и низа колонны:

По графику ( ) определим динамические вязкости ацетона и этилового спирта в верху и низу колонны:

Определим коэффициенты динамической вязкости жидкости в верхней и нижней частях колонны по формуле Аррениуса [1], которое применимо, когда количество одного компонента в смеси значительно превышает количество другого и разность вязкостей не превышает 0,15 спз:

Подставив значения, получим:

Определим коэффициент летучести по формуле:

где: – температуры кипения ацетона и этилового спирта соответственно,

Подставив значения, получим:

Определим коэффициент полезного действия тарелок верха и низа колонны по формуле:

Подставив значения, получим:

Определим средний коэффициент полезного действия тарелки по формуле:

Подставив значения, получим:

Определим число практических тарелок в верхней и нижней частях колонны по формуле:

где: – теоретическое число тарелок.

Подставив значения, получим:

5.6. В зависимости от отношений средних значений плотности пара и жидкости в колонне, приближенно принятого расстояния между тарелками определим рабочую скорость пара в колонне, принятую равной .

Определим средние концентрации жидкости:

В верхней части колонны:

В нижней части колонны:

Средние концентрации пара находим по уравнениям рабочих линий:

В верхней части колонны:

В нижней части колонны:

Средние температуры пара определим по диаграмме ( ):

При:

При:

Определим молекулярные массы смеси в верхней и нижней частях колонны по формуле [4]:

где: – содержание низкокипящего компонента в кубовом остатке или дистилляте.

Подставив значения, получим:

Определим плотность пара в верхней и нижней частях колонны по формуле [4]:

Подставив значения, получим:

Определим плотности ацетона и этанола при температурах верха и низа колонны по графику ( ).

Определим среднюю плотность жидкости:

В верху колонны:

В низу колонны:

Определим пребельную скорость пара в верхней и нижней частях колонны по формуле [4]:

где: – коэффициент зависящий от конструкции тарелок, расстояния между тарелками , рабочего давления в колонне [4], для колпачковых тарелок при:

Подставив значения, получим:

Рабочую скорость пара в колонне принимаем равной :