7. Расчет профиля концентраций и нагрузок по высоте колонны

   1. Расчет флегмового и парового числа

Расчет флегмового R_n и парового П_n числа производиться по тепловой диаграмме как отношение отрезков для концентрационной и отгонной частей ректификационной колонны:

и ;

Для тарелки №1:

_{Для тарелки} №7:

_Для тарелки №8:

_{Для тарелки} №13:

Полученные результаты введем в таблицу 5 и покажем в виде диаграмме.

Таблица 5. - Распределение флегмового и парового чисел по высоте колонны.

№ тарелки	Rn	№ тарелки	Пn
1	3.50	8	1.78
2	3.41	9	1.82
3	3.33	10	1.89
4	3.25	11	1.92
5	3.17	12	1.95
6	3.09	13	1.98
7	3.02

Диаграмма 4 - Зависимость флегмового и парового числа от числа тарелок.

Определим, удовлетворяет ли найденное нами флегмовое число в режиме рабочего орошения. Для этого нужно определить, лежит ли точка А с координатами (R_РРО; N_РРО) пределах рабочей области:

Режим минимального орошения: N_min = 9; R_min = 2.322;

Режим минимального орошения: N_раб = 13; R_раб = 3.135;

А

Диаграмма 5 - Зависимость флегмового от числа тарелок.

Как видно из графика, заданный рабочий режим удовлетворяет рабочей области орошения ректификационной колонны.

2. Расчет профиля нагрузок по высоте колонны

Для укрепляющей части колонны:

Рисунок 2 - Схема потоков в верхней части ректификационной колонны.

_{Составим материальный баланс для участка 1 на рисунке 2, учитывая что:}

_Материальный баланс для участка 1:

_{Материальный баланс} для n-го участка (1<n<8):

Воспользуемся формулами для перевода единиц измерения кмоль/ч в кг/ч:

_{Остальные расчеты проведены аналогично} и введены в таблицу 6.

Для отгонной части колонны:

Рисунок 3 - Схема потоков в нижней части ректификационной колонны.

_{Составим материальный баланс для участков 13 и n-го в рисунке 2, учитывая что:}

_{Материальный баланс для участка 13:}

Материальный баланс для n-го участка (7<n<13):

Остальные расчеты проведены аналогично и введены в таблицу 6 и показаны на диаграмме 5.

Таблица 6. - Распределение нагрузок по высоте колонны

№ тарелки	кмоль/ч	кг/кмоль	кг/ч	кмоль/ч	кг/кмоль	кг/ч
1	78,96	78.28	6180.7	276.35	78.98	21825.8
2	355.30	78.77	27987.1	269.24	80.03	21547.2
3	348.19	79.43	27656.4	262.92	81.50	21428.2
4	341.88	80.73	27599.9	256.61	83.60	21452.3
5	335.56	82.27	27606.7	250.29	85.42	21379.8
6	329.25	83.67	27548.0	243.97	86.61	21130.5
7	322.93	84.58	27313.4	238.45	87.45	20852.1
8	210.26	84.79	17827.8	333,11	88.15	28946.8
9	214.98	86.40	18574.6	341,37	88.71	29363,3
10	223.25	87.24	19476.5	344,92	89.34	30815,0
11	226.80	88.15	19992.1	348,46	90.04	31375,6
12	230.34	89.20	20546.3	352,01	90.88	31990,3
13	233.88	90.53	21173.4	118.12	91,59	10820.0

g, кг/ч

Диаграмма 6 - Массовый расход паровых и жидкостных нагрузок.