Карантин 2020 / Семинары / пример решения задачи по ректификации

Задача на Ректификацию

В ректификационную колонну непрерывного действия подается 500 кмоль/час смеси бензол-толуол, содержащей 30 мол.% бензола. Верхний продукт содержит 95 мол.% бензола, а нижний – 98 мол.% толуола. Определить расход пара, подающегося в дефлегматор, и расход кубового остатка, если тангенс угла наклона рабочей линии укрепляющей части колонны равен 0,72.

Решение

1. Нам задан тангенс угла наклона рабочей линии укрепляющей части колонны. Запишем уравнение рабочей линии для этой части:

=		R		x +	xP
		R +1			R +1

Все ,что стоит перед х и есть тангенс угла наклона. Таким образом:

R/(R+1) = 0,72

2. Отсюда вычисляем флегмовое число

R = 2,57

3. Теперь записываем материальный баланс ректификации:

F = P + W 500 = P + W

Fx_F = Px_P + Wx_W 5000,3 = 0,95P + 0,02W

4. Из баланса определяем расходы кубового остатка и дистиллата:

P = 150,5 кмоль/час; W = 349,5 кмоль/час

5. И, наконец, зная флегмовое число и расход дистиллата, определяем расход пара на выходе из колонны:

Пар G =P(R + 1) = 150,5(2,57+1) = 537,3 кмоль/час

Обратите внимание, что все расчеты выполнены в кмолях.

Задача2

В ректификационной колонне непрерывного действия разделяют 2 т/час бинарной смеси, содержащей равные массовые количества компонентов. Расход флегмы 1500 кг/час. В кубовом остатке содержится 99% высококипящего компонента. Флегмовое число равно 1,5. Определить расход кубового остатка и состав дистиллата.

Решение

Здесь по условию задачи все задается в массовых долях и расходы килограммы в час.

Поскольку материальный баланс может быть составлен через массовые доли и найти необходимо расходы, то переводить ничего не нужно.

R = Ф/Р → Р = Ф/R =1500/1,5 = 1000 кг/час

Из материального баланса определим расход кубового остатка:

F = P + W

W = 2000 – 1000 = 1000 кг/час

А из уравнения материального баланса по содержанию низкокипящего компонента, определим состав дистиллата:

Fx_F = Px_P + Wx_W

x̄_p= (Fx̄_F – Wx̄_W)/ Р = (2000·0,5 – 1000·0,01)/1000 = 0,99

x̄_p= 99 % (по НК).