9.Минимальный по колонне коэффициент диффузии в жидкости

Расчет коэффициента диффузии в паре производится по формуле:

D_AB=7,4·10^-8(Ф·M_В)·T/µ_B·(V_A) (11)

Где индекс В относится к растворителю, а индекс А – относится к растворённому веществу.

Ф – параметр ассоциации. В нашем случае Ф = 1 (неассоциированный раствор).

V_A- Мольный объём

a) Вверху колонны температура приближается к температуре дистиллята, и менее летучий компонент растворен в более летучем.

T=T_Р = 329,36 К

µ_B = 0,236 сПз

M_В = 58кг/кмоль

V_A = М_А/ρ_А= 79,46254 (м³/кмоль)

D`_AB,p = 5,6964 • 10^-5см²/с

б) Внизу колонны температура приближается к температуре кубового остатка, и более летучий компонент растворен в менее летучем.

T=T_w = 354,44 К

µ_B = 0,51565 сПз

M_В = 32,042 кг/кмоль

V_A = М_А/ρ_А= 80,702 (м³/кмоль)

D`_AB,w = 2,8273 • 10^-5см²/с

Т. о. минимальный коэффициент по колонне в нижней части колонны:

D`_AB = 2,8273 • 10^-5см²/с

Определение диаметра колонны и высоты насадки

Для выбора необходимого диаметра, нужно выполнение следующих условий:

Они лучше, чем больше скорость пара;

V (пара)<V (пара при захлёбывании), во всех сечениях колонны;

Т.е. мы выбираем наименьший диаметр колонны, при котором она не захлёбывается.

Определение высоты насадки:

H=H_0y·n_0y

_yк

n_0y =∫ dy/(y*(x)-y) H_0y =h_y+m·G/L·h_x , где находят по эмпирическим

^yн уравнениям .

Для определения высоты насадки и диаметра колонны использовалась компьютерная программа «РАБИРЕК-11», для работы которой необходимо было ввести рассчитанные выше физические свойства смесей, равновесные данные и рабочее флегмовое число.

Возьмём высоту насадки примерно метра 2-3.

Максим. допустим. доля скорости пара от скорости захлёбывания=0,85

Выбираем насадку, для которой объём одной ступени

(D²H) будет минимальным

Все полученные физические свойсива сведём в таблицу, необходимую для расчета диаметра колонны:

Таблица№

	Ед.измер.	Численное значение
Расход исходной смеси	кг/с	1
Массовая доля б. л. компонента в исходной смеси		0,3
Энтальпия исходной смеси	кДж/кг	174,097
Температура кипения исходной смеси	С°	68,45
Массовая доля б. л. компонента в дистилляте		0,99
Энтальпия дистиллята	кДж/кг	123,84
Теплота испарения дистиллята	кДж/кг	503,378
Температура кипения дистиллята	С°	56,21
Массовая доля б.л. компонента в кубовом остатке		0,01
Энтальпия кубового остатка	кДж/кг	227,085
Теплота испарения кубового остатка	кДж/кг	663,5692
Температура кипения кубового остатка	С°	81,29
Молекулярная масса б.л. компонента	кг/кмоль	58
Молекулярная масса м.л. компонента	кг/кмоль	60
Плотность жидкости вверху колонны	кг/м3	749,13
Плотность жидкости в месте ввода питания	кг/м3	741,66895
Плотность жидкости внизу колонны	кг/м3	733,834
Поверхностное натяжение вверху колонны	дн/см	19,17
Поверхностное натяжение в месте ввода питания	дн/см	19,081
Поверхностное натяжение внизу колонны	дн/см	18,65
Давление в колонне, при котором производиться расчет	бар	1,0138
Потери тепла, доли тепловой нагрузки кипятильника		0,02
Количество флегмовых чисел		1
Первое флегмовое число		1,94
Вязкость пара вверху колонны	сПз	0,008315
Вязкость пара в месте ввода питания	сПз	0,0088885
Вязкость пара внизу колонны	сПз	0,00932982
Вязкость жидкости вверху колонны	сПз	0,239
Вязкость жидкости в месте ввода питания	сПз	0,4732
Вязкость жидкости внизу колонны	сПз	0,5105
Коэффициент диффузии в паре при температуре дистиллята	см2/с	0,069814
Минимальный по колонне коэф. Диффузии в жидкости	см2/с	0,000028273
Максим. допустим. доля скорости пара от скорости захлёбывания		0,85
Высота одного слоя насадки между опорными решётками	м	2
Число точек равновесной зависимости		15