Составление материального баланса колонны
В связи с тем, что в задании на проектирование указано требующееся содержание изопентан в дистилляте и кубовом остатке, при составлении материального баланса колонны может быть использован метод ключевых компонентов [1]. Изопентан выбран в качестве легкого ключевого компонента, а ближайший к нему более высококипящий углеводород – н-пентан, концентрирующийся в кубовом остатке, служит тяжелым ключевым компонентом. В соответствии с допущением метода, н-гексан и н-гептан – углеводороды, менее летучие по сравнению с тяжелым ключевым компонентом, считаются остающимися полностью в кубовом остатке, а изобутан и н-бутан более летучие по сравнению с легким ключевым компонентом остаются полностью в дистилляте.
Из системы уравнений материального баланса колонны в целом по потокам и по изопентану
(1)
(2)
находят расход дистиллята
D
=
(3)
D
=
кг/ч
и расход кубового остатка
(4)
W = 40000 – 25625 = 14375 кг/ч
Материальный баланс ректификационной колонны, составленный с учетом метода ключевых компонентов, приведен в таблице 2. Все последующие расчеты выполняются с использованием концентраций компонентов, выраженных в мольных долях:
(5)
Таблица 2 - Материальный баланс ректификационной колонны
|
Сырье |
Дистиллят |
Кубовый остаток |
||||||
Компо-нент |
мас. доля |
Fi, кг/ч |
мол. доля |
мас. доля |
Di, кг/ч |
мол. доля |
мас. доля |
Wi, кг/ч |
мол. доля |
изобутан |
4 |
16 |
4.99 |
0.0006 |
16 |
0.0008 |
0 |
0 |
0 |
н-бутан |
4 |
160 |
4.99 |
0.0062 |
160 |
0.0077 |
0 |
0 |
0 |
изопентан |
0.42 |
16800 |
0.422 |
0.65 |
16656 |
0.6494 |
0.01 |
144 |
0.0102 |
н-пентан |
0.561 |
22440 |
0.563 |
0.3431 |
8793 |
0.3421 |
0.9494 |
13647 |
0.9635 |
н-гексан |
9.2 |
368 |
7.74 |
0 |
0 |
0 |
0.0256 |
368 |
0.0218 |
н-гептан |
2.2 |
88 |
1.59 |
0 |
0 |
0 |
0.0061 |
88 |
0.0045 |
Итого: |
1 |
4 |
1 |
1 |
25625 |
1 |
1 |
14375 |
1 |
