1. Описание технологической схемы ректификационной установки

Рис. 1.1. Схема ректификационной установки

Исходная смесь из расходной емкости Е1 центробежным насосом подается в подогреватель П, где нагревается до температуры кипения и поступает на питающую тарелку ректификационной колонны КР. Стекая по тарелкам жидкость, попадает в куб, из которого поступает в кипятильник К. Из кипятильника пары жидкости поступают в нижнюю часть колонны и двигаются навстречу исходной смеси, барботируя через нее и обогащаясь низкокипящим компонентом. Выходя из колонны пары, попадают в дефлегматор Д и конденсируются. Дистиллят поступает в разделитель Р, где разделяется на два потока: одна часть в качестве флегмы возвращается в колонну и стекает по тарелкам вниз, обогащаясь при этом высококипящим компонентом, а другая часть поступает в холодильник Х1, охлаждается и попадает в приемную емкость Е3.

2. Основные свойства рабочих сред

Физико-химические свойства	Бензол	Толуол
Химическая формула	С6Н6	С6Н5-СН3
Молярная масса, кг/кмоль	78,11	92,14
Температура кипения, ˚С	80,1	110,6

3. Технологические расчеты

Для данного случая примем насадку из керамических колец Рашига размером 50×50×5. Удельная поверхность насадки , свободный объем , насыпная плотность .

1. Материальный баланс ректификационной колонны

Производительность колонны по дистилляту и кубовому остатку определяем из уравнений материального баланса колонны:

  (3.1)

Определяем средние молярные массы дистиллята, кубового остатка, исходной смеси по формуле:

  (3.2) где x - мольная доля бензола,

М_Б - молярная масса бензола,

М_Т - молярная масса толуола,

Тогда:

Определяем массовые доли дистиллята, кубового остатка, исходной смеси по формуле:

  (3.3) Подставив мольные массы бензола и толуола получаем:

Определяем массовый расход дистиллята и кубового остатка из уравнений материального баланса:

Составим систему уравнений:

- из первого уравнения системы выразим

- подставим во второе уравнение системы и решим его

- расход кубового остатка

Тогда, расход дистиллята составит:

Молярный расход дистиллята, кубового остатка, исходной смеси определяем по формуле [3], стр.14:

,    (3.4) где - масса вещества, ;

- молярная масса, .

Сведем все полученные данные в таблицу

Таблица 3.1

Поток	Средняя молярная масса, кг/кмоль		Состав				Расход
			молярные доли		массовые доли		кмоль/с		кг/с
Исходная смесь		85,1		0,50		0,459				1,5
Дистиллят		78,8		0,95		0,942				0,47
Кубовый остаток		91,9		0,015		0,013				1,03