фенол-вода (незаконченный (носырев - мудак)) / расчёт начало

3. Технологический расчет

3.1 Материальный баланс колонны

Уравнение материального баланса

= +

Производительность колонны по дистилляту Р и кубовому остатку W

= − = 9,722 − 6,152 =3,570 кг/с

3.2 Рабочее флегмовое число

Пересчет состава фаз из массовых долей в мольные

Концентрация легколетучего компонента в паровой фазе

Исходные данные введем в табл. 1 [2]:

Табл. 1 – Данные по парожидкостному равновесию для системы метанол-вода при нормальном давлении

По данным табл. 1 построим диаграмму равновесия x,y:

Рис. 1 – Диаграмма равновесия между паром (у) и жидкостью (х) при постоянном давлении

Из рисунка 1: =0,9748 Минимальное флегмовое число

Рабочее флегмовое число R

Рассчитаем число B:

= + 1

B

0,961188

0,960348

0,959509

0,958672

0,957836

0,957002

0,956169

0,955338

0,954507

0,953679

0,952852

0,952026

0,951202

0,950379

0,949557

0,948737

0,947102

0,945471

0,943847

0,942228

0,940614

0,939006

0,937404

0,931048

0,926338

0,921675

0,917059

Построим диаграммы равновесия x,y. На диаграммах отложим значения

В, затем построим рабочие линии укрепляющей и исчерпывающей части

колонны и нанесем линии обозначающие теоретические тарелки. По количеству пиков, определим число теоретических тарелок (Nт).

Полученное количество теоретических тарелок занесем в табл. 2: Таб. 2 – Данные для нахождения R

где т ( + 1) – минимальное произведение, пропорциональное объему ректификационной колонны ( т– число ступеней изменения концентраций или теоретических тарелок, а ( + 1) – расход паров).

По данным табл. 2 построим график зависимости:

Из рис. 7 находим, что R=0,0187

Средние массовые расходы по жидкости и по пару:

Средние массовые расходы (нагрузки) по жидкости для верхней и нижней части колонны определяют из соотношений:

в = В⁄

н = н⁄ + н⁄ ,

где MP и MF – мольные массы дистиллята и исходной смеси;

MВ и MН – средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны.

Средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны:

в = А ср.в. + МИ(1 − хср.в.) = 18,01 0,854158+ 94,11 (1 − 0,854158)

=

= 58,7558кг/кмоль

МН = МА хср.н. + МИ(1 − хср.н) = 18,01 0,401423 + 94,11 (1 − 0,401423)

=

= 47,01кг/кмоль

где МА и МИ – мольные массы ацетона и изопропанола соответственно;

Хср.в и Хср.н – средний мольный состав жидкости в верхней и нижней частях колонны.

=

= 16,2165кг/с

Средние массовые потоки пара в верхней Gв и нижней Gн частях колонны:

Gв=P(R+1)M’в/Мp Gн=P(R+1)M’н/Мp

где М’в и М’н средние мольные массы паров в верхней и нижней частях колонны, которые равны:

М’в = МА yср.в + МЭ (1 – yср.в) =18,01 0,854158+ 94,11(1 – 0,854158) = 19,72986кг/кмоль

М’н = МАyср.н + МЭ (1 – yср.н) = 18,01 0,401423+ 94,11(1 – 0,401423) = 24,48611кг/кмоль

где средние мольные доли пара в верхней и нижней частях колонны определяем:

yср.в = (yp + yF)/2 = (0,98+ 0,9748)/2 = 0,9774кмоль/кмоль yср.н = (yF + yw)/2 = (0,9748+ 0,855)/2 = 0,9149кмоль/кмоль

yp, yF, yw определяем из графика х-у. yp =0,98

yw =0,855 yF = 0,9748

Gв = 3,570(0,0187+1) 19,72986/19,59446= 3,662204кг/с

Gн = 3,570(0,0187+1) 24,48611/19,59446= 4,545047кг/с