3. Схема ректификационной установки
1 – емкость для исходной смеси;
2 - подогреватель;
7
4 - кипятильник;
5 - дефлегматор;
6 – делитель флегмы;
7 - конденсатор (холодильник);
8 – сборник дистиллята;
9 – сборник кубового остатка.
4.Расчетная часть
4.1.Материальный баланс
П
усть
GD
и GW
– массовые расходы
дистиллята и кубового остатка, кг/с
Уравнение материального баланса:
GD+GW = GF – по потокам;
GD∙
D+
GW∙
w
= GF∙
F
– по НК.
8
GF = 8 т/ч = 8000 кг/ч=2,22 кг/с
Из системы уравнений материального баланса определяем:
GW = 1,29 кг/с; GD = 0,93 кг/с.
Сделаем пересчет концентраций из массовых долей в мольные:
М(СH3OН)НК = 32 кг/кмоль;
М(С2H5ОН)ВК = 46 кг/кмоль .
Пересчитаем массовые доли в мольные
-
Поток
Компонент
Mi
i
масс.доли
i/Mi
xi=
мольн.доли
Питание
СH3OН
32
0,43
0,01344
0,520
С2H5ОН
46
0,57
0,01239
0,480
⅀
1,00
0,02583
1
Дистиллят
СH3OН
32
0,97
0,03031
0,979
С2H5ОН
46
0,03
0,00065
0,021
⅀
1,00
0,03096
1
Куб
СH3OН
32
0,04
0,00125
0,057
С2H5ОН
46
0,96
0,02087
0,943
⅀
1,00
0,02212
1
9
Строим кривую равновесия по данным о фазовом равновесии разделяемой бинарной системы при давлении Р=760 мм.рт.ст. представленные в таблице 4.1 [2, с.475].
Таблица 4.1 – Данные по равновесию системы метанол-этанол
-
x
0,0
13,3
24,2
32,0
40,1
43,5
54,2
y
0,0
18,3
32,6
42,8
52,9
56,6
67,6
T,°C
78,3
76,6
75,0
73,6
72,3
71,7
70,0
x
72,8
79,0
81,4
87,3
91,0
100,0
65,2
y
81,3
85,8
87,5
91,9
93,7
100,0
75,9
T,°C
67,7
66,9
66,6
65,8
65,6
64,6
68,6
Находим
по
диаграмме состав-состав (x-y)
(
Приложение 1)
.
= 0,635― мольная доля НК в паре, равновесном с жидкостью питания.
Вычисляем минимальное флегмовое число:
Rmin
=
Rmin = (0,979 - 0,635) / (0,635 - 0,520) =2,991
Рабочее флегмовое число:
R= 1,3·Rmin + 0,3;
R= 1,3·2,991 + 0,3 = 4,188
Определяем число питания:
F=
F= (0,979-0,057) / (0,520-0,057) = 1,991
Составим уравнения рабочих линий: [2, с. 320]
а) для верхней (концентрационной) части колонны:
10
y
=
y = 0,807x + 0,189;
б) для нижней (отгонной) части колонны:
y
=
y=1,191х – 0,011.