Практична робота № 6
Тема. Побудова робочих ліній та ліній рівноваги при ректифікації подвійних сумішей. Розрахунок елементів ректифікаційних колон.
Мета. Навчитися будувати робочі лінії, лінії рівноваги, розраховувати елементи ректифікаційної колони, вірно застосовувати розрахункові формули.
Методичні вказівки
1. Діаметр колони визначається:
, (6.1)
де V – об’ємна витрата пари, м3/с;
ω – швидкість пари, м/с
2. Висота робочої частини колони визначається:
Н = hмт ·(Nд – 1), м, (6.2)
, (6.3)
де Nд – дійсне число тарілок;
η – коефіцієнт корисної дії тарілки;
Nт – теоретичне число тарілок;
hм.т – відстань між тарілками (hмт = 0,3-0,6), м.
3. Для визначення Nт необхідно побудувати рівноважну криву для заданої бінарної суміші. Довідникові дані слід брати з підручника [1, с.818].
4. Для побудови робочих ліній потрібно нанести на діаграму х – у точки зі своїх умов – долі живлення, кубового залишку та дистиляту, але не в масових долях, а в мольних.
5. Перерахунки слід виконувати за формулами:
; 
, 
(6.4)
6. Знайти склад пари рівноважний зі складом живлення за діаграмою.
7. Знайти мінімальне флегмове число:
. (6.5)
8. Дійсне флегмове число:
R = β · Rmin.. (6.6)
9. Для побудови числа тарілок графічним методом з рівняння робочої лінії верхньої частини колони знаходимо відрізок В:
. (6.7)
10. Відкладаємо на вісі Х величину хр, а на вісі У величину відрізка В, будуємо робочу лінію верхньої частини колони, потім нижньої
11. Побудувати на діаграмі ломану лінію (чітко паралельно вісям), знайти кількість теоретичних тарілок в укріплюючій та вичерпній частинах колони, потім дійсне число тарілок і робочу висоту колони.
Завдання до практичної роботи
Задача 1.
Розрахувати робочу висоту та діаметр ректифікаційної колони безперервної дії для розподілу бінарної суміші. Суміш містить аР (мас. долі) низькокиплячого компоненту НКК, у дистиляті ар (мас.долі) НКК, у кубовому залишку аW (мас.дол) НКК. Відстань між тарілками hм.т (м), коефіцієнт корисної дії тарілки η, коефіцієнт надлишку флегми β, об’ємна витрата пари V (м3/с), а швидкість руху пари ω (м/с). Колона працює під атмосферним тиском.
Таблиця 6.1 – Вихідні дані
Варіант |
аF |
аР |
аW |
hм.т |
η |
β |
V, м3/с |
ω, м/с |
Суміш |
1 |
0,34 |
0,96 |
0,04 |
0,4 |
0,48 |
2,5 |
0,6 |
0,8 |
бензол – толуол |
2 |
0,36 |
0,98 |
0,02 |
0,6 |
0,49 |
1,8 |
0,8 |
0,9 |
ацетон – бензол |
3 |
0,27 |
0,96 |
0,04 |
0,5 |
0,50 |
1,4 |
0,9 |
1,2 |
хлороформ – бензол |
4 |
0,35 |
0,97 |
0,03 |
0,5 |
0,51 |
1,4 |
1,1 |
1,3 |
бензол – толуол |
5 |
0,35 |
0,97 |
0,03 |
0,4 |
0,50 |
1,8 |
1.2 |
1,4 |
ацетон – бензол |
6 |
0,43 |
0,97 |
0,03 |
0,6 |
0,48 |
2,0 |
1,4 |
1,6 |
бензол – толуол |
7 |
0,345 |
0,97 |
0,03 |
0,5 |
0,49 |
2,2 |
1,5 |
1,8 |
ацетон – вода |
8 |
0,39 |
0,94 |
0,06 |
0,7 |
0,51 |
2,4 |
1,6 |
2,1 |
бензол – толуол |
9 |
0,45 |
0,94 |
0,06 |
0,5 |
0,45 |
2,1 |
1,8 |
2,2 |
метанол – вода |
10 |
0,35 |
0,95 |
0,05 |
0,4 |
0,55 |
1,9 |
1,0 |
2,0 |
бензол – толуол |
Продовження таблиці 6.1
Варіант |
аF |
аР |
аW |
hм.т |
η |
β |
V, м3/с |
ω, м/с |
Суміш |
11 |
0,45 |
0,95 |
0,05 |
0,5 |
0,55 |
2,5 |
0,65 |
2.2 |
ацетон – вода |
12 |
0,29 |
0,92 |
0,08 |
0,4 |
0,45 |
1,2 |
0,7 |
2,1 |
бензол – толуол |
13 |
0,22 |
0,91 |
0,09 |
0,4 |
0,51 |
1,8 |
0,75 |
1,8 |
метанол – вода |
14 |
0,41 |
0,95 |
0,05 |
0,6 |
0,49 |
1,5 |
0,85 |
1,6 |
сірковуглець – чотирьоххлористий вуглець |
15 |
0,40 |
0,95 |
0,05 |
0,5 |
0,48 |
2,0 |
0,95 |
1,4 |
метанол – вода |
16 |
0,35 |
0,96 |
0,04 |
0,5 |
0,47 |
2,2 |
0,85 |
1,3 |
бензол – толуол |
17 |
0,32 |
0,93 |
0,07 |
0,5 |
0,50 |
2,4 |
1,15 |
0,9 |
сірковуглець – чотирьоххлористий вуглець |
18 |
0,34 |
0,98 |
0,02 |
0,4 |
0,48 |
2,5 |
0,65 |
0,9 |
метанол – вода |
19 |
0,33 |
0,94 |
0,06 |
0,6 |
0,51 |
2,9 |
1,25 |
0,8 |
бензол – толуол |
20 |
0,35 |
0,95 |
0,05 |
0,5 |
0,49 |
2,8 |
1,35 |
0,85 |
ацетон – вода |
21 |
0,44 |
0,97 |
0,03 |
0,6 |
0,48 |
1,4 |
1,3 |
0,9 |
сірковуглець – чотирьоххлористий вуглець |
22 |
0,42 |
0,95 |
0,05 |
0,6 |
0,50 |
1,5 |
1,45 |
1,05 |
метанол – вода |
23 |
0,38 |
0,95 |
0,05 |
0,4 |
0,51 |
1,8 |
1,55 |
1,15 |
сірковуглець – чотирьоххлористий вуглець |
24 |
0,40 |
0,96 |
0,04 |
0,5 |
0,52 |
2,2 |
1,65 |
1,25 |
бензол – толуол |
25 |
0,32 |
0,95 |
0,05 |
0,5 |
0,54 |
1,8 |
1,05 |
1,35 |
метанол – вода |
26 |
0,38 |
0,96 |
0,04 |
0,5 |
0,53 |
2,1 |
1,25 |
1,0 |
ацетон – вода |
27 |
0,42 |
0,96 |
0,04 |
0,4 |
0,55 |
1,5 |
1,35 |
1,45 |
бензол – толуол |
28 |
0,4 |
0,95 |
0,05 |
0,5 |
0,45 |
1,4 |
1,15 |
1,2 |
метанол – вода |
29 |
0,34 |
0,96 |
0,04 |
0,5 |
0,49 |
2,0 |
1,00 |
1,1 |
ацетон – вода |