3.4 Количество и состав дистиллята и кубового остатка

В дальнейшем для удобства расчет будем производить на 100 кмоль сырья. Составы выражены в мольных долях. Ввиду незначительного допускаемого содержания этана в дистилляте (0,15 % мол.) и пропана в кубовом остатке (1 % мол.) можно без заметного ущерба для точности расчета пренебречь содержание СН₄ в кубовом остатке и содержанием С₆Н₁₄ в дистилляте.

Принимаем обозначения:

- мольные доли компонентов в жидкости;

- мольные доли компонентов в парах;

R (индекс) – относится к кубовому остатку;

D (индекс) – относится к дистилляту;

Индекс 1 относится к метану (СН₄), 2 – к этану (С₂Н₆) и т.д.

Учитывая вышеизложенное, принимаем:

=0

=0

Запишем уравнения материального баланса для всей колонны по общему количеству молей потоков и по каждому компоненту:

Подставляя известные данные и приближения, получим:

Суммируя уравнения (2.11) и (2.12), получаем:

По условию разделения:

Подставляем в уравнение (2.13):

кмоль на 100 кмоль сырья.

R=100-37,388=62,312 кмоль на 100 кмоль сырья.

Из уравнения (2.8) можно рассчитать:

Из уравнения (2.9) можно рассчитать:

Из уравнения (2.10) можно рассчитать:

Из уравнения (2.11) можно рассчитать:

Данные о составах и количествах дистиллята и кубовых остатках сведены в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – Составы и количество дистиллята и кубового остатка

Компоненты	Сырье, кмоль	Дистиллят D		Кубовый остаток R
		, кмоль		, кмоль
СН4	0,98	5,540	0,026	-	-
С2Н6	1,11	9,497	0,029	-	-
С3Н8	36,36	22,160	0,932	1,246	0,020
С4Н10	41,78	0,490	0,013	41,285	0,663
С5Н12	19,78	-	-	19,781	0,317
Сумма	100,0	37,688	1,000	62,312	1,000
Примечание: D/G=0,3769 R/G=0,6231

Пересчитаем расходы на исходный состав, данные материального баланса внесем в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 – Материальный баланс ректификационной колонны

Компоненты	Приход		Расход
	Исходное сырье		Дистиллят		Кубовый остаток
	кг/час	кмоль/ч	кг/час	кмоль/ч		кг/час	кмоль/ч
СН4	13,679	0,855	265,622	16,601		-	-
С2Н6	28,972	0,966	455,352	15,178		-	-
С3Н8	1395,580	31,718	1062,487	24,147		59,751	1,358
С4Н10	2113,773	36,444	23,490	0,405		1979,402	34,128
С5Н12	1242,495	17,257	-	-		948,395	13,172
Сумма	4794,500	87,240	1806,951	56,332		2987,549	48,658