- •И приближенный расчет числа теоретических тарелок
- •3 Гидравлический расчет
- •1 Технологический расчет
- •1.1 Предварительный расчет составов дистиллята и остатка
- •1.2 Расчет относительной летучести компонентов
- •1.3 Расчет режима полного орошения
- •1.4 Расчет однократного испарения исходной смеси
- •1.5 Расчет режима минимального орошения
- •1.5.1 Определение класса фракционирования
- •1.5.2 Определение минимального флегмового числа методом Андервуда
- •Тогда паровое число
- •Если в задании на проектный расчет дана кратность парового орошения (k), то рабочее паровое число определяется по уравнению
- •1.7 Расчет числа теоретических тарелок в колонне
- •1.8 Материальный баланс процесса
- •1.9 Тепловой баланс процесса
- •2 Определение геометрических размеров колонны
- •2.1 Расчет диаметра колонны
- •2.2 Определение высоты колонны
- •2.3 Расчет штуцеров
- •2.3.1 Штуцер ввода сырья
- •2.3.2 Штуцер вывода остатка
- •2.3.3 Штуцер подачи жидкого орошения
- •2.3.4 Штуцер вывода дистиллята
- •2.3.5 Штуцер ввода парового орошения
- •3 Гидравлический расчет
- •3.1 Проверка устойчивости работы колонны
- •3.2 Определение гидравлического сопротивления ситчатой тарелки
- •4 Расчет и подбор вспомогательного оборудования
- •4.1 Расчет и подбор конденсатора
- •4.1.2 Предварительный расчет поверхности теплообмена
- •4.1.3 Уточненный расчет поверхности теплообмена
- •4.2 Расчет и подбор кипятильника
1.2 Расчет относительной летучести компонентов
Относительные летучести компонентов могут быть вычислены как средние величины отн.летучестей, рассчитанных при температурах верха и низа колонны
При заданной температуре верха колонны tв давление в верхней части колонны рассчитываем методом последовательных приближений по уравнению
(1.5)
где
константа фазового равновесия i-го
компонента.
Для
каждого компонента
определяем по номограмме. Подбором
находим давление в верхней части колонны
Рв,
Проверка:
Либо находим по уравнению Антуана
Pi – упругость насыщенных паров i-го компонента при температуре t.
Ai, Bi, Ci – постоянные уравнения Антуана (справочные данные).
Определяем относительные летучести компонентов при температуре верха
Принимаем ориентировочно гидравлическое сопротивление тарелок
Р = 0,02 МПа.
Тогда давление низа колонны:
При известном давлении низа колонны и составе кубового остатка находим температуру низа колонны tн
подбором по номограмме при условии
(1.6)
либо
по уравнению Антуана
Проверка:
Определяем относительные летучести компонентов при температуре низа
Средние относительные летучести компонентов:
1.3 Расчет режима полного орошения
Расчет режима полного орошения производится с целью определения минимального ЧТТ, необходимых для обеспечения заданных условий разделения и составов дистиллята, остатка, отвечающих данному режиму
Путем предварительных расчетов – по уравнениям (1.4), (1.7) – методом
последовательных приближений определена величина x1w
Тогда
По уравнениям (1.4), (1.4`) определяем состав дистиллята:
Проверка:
Расчет минимального числа теоретических тарелок ведем по уравнению Фенске - Андервуда :
(1.7)
используя составы всех трех возможных пар компонентов, то есть определяем
значения
Действительному значению принятой
концентрации
y3D
отвечает равенство:
Таким образом, находим Nм .
1.4 Расчет однократного испарения исходной смеси
Расчет ОИ заключается в определении базового состояния исходной смеси и составов ее равновесных фаз, необходимых для расчета минимального орошения, ЧТТ и теплового баланса колонны.
При заданной величине мольной доли отгона сырья е = 0,5 состав жидкой фазы сырья рассчитываем по уравнению
(1.8)
путем подбора такой величины константы равновесия эталонного (третьего) компонента, которая превращает уравнение (1.8) в тождество.
Путем предварительных расчетов находим Кэ
Тогда состав жидкой фазы сырья:
Проверка
=1
Состав паровой фазы сырья рассчитываем по уравнению равновесия
(1.9)
Проверка:
В зависимости от Кэ, при среднем давлении в колонне
по номограмме либо расчетным путем по уравнению Антуана находим температуру сырья: tF , C.
