частину колони. У таких колонах верхня частина називається зміцнювальної, а нижня - вичерпною. В результаті роботи колони в посудині, з'єднаному з нижньою частиною колони, збирається рідина, збагачена висококиплячих компонентах, а в дистилят переходить низькокиплячі компонент. Визначення ефективності таких колон, а також межі між зміцнювальної і вичерпної частинами для ректифікованим суміші даного складу здійснюється аналогічно тому, як і для колон періодичної дії.
Ректифікаційні тарілки розташовані горизонтально на певній відстані один від одного і служать для створення кращого контакту між парами, що йдуть знизу вгору, і рідиною, яка пересувається зверху вниз.
Кількість ректифікаційних тарілок в колоні в основному залежить від наступних факторів: необхідної чіткості ректифікації; різниці температур кипіння поділюваних фракцій; кількості подаваного в колону зрошення.
Ректифікаційні тарілки призначені для створення тісного контакту між парами і рідиною в процесі ректифікації. Застосовують в основному жолобчасті, колпакові, S-образні і клапанні тарілки, рідше - сітчатие.
шліцеві тарілки можна виготовляти з чавуну, міді, кераміки, углеграфіта, пластмас та ін.
Тарілка працює таким чином. Надходить рідина заповнює тарілку на висоту, обумовлену зливний перегородкою, при цьому прорізи ковпачків повинні бути занурені в рідину. Пара проходить через парові патрубки, щілини ковпачків і барботують крізь шар рідини. Газ і рідина взаємодіють у перехресному струмі: рідина рухається по тарілці від переливного кишені до зливної перегородці і далі на розташоване нижче тарілку, а газ - вгору по осі колони.
Тарілки з капсульними ковпачками мають відносно високий ККД (0,75-0,80) і працюють в широкому діапазоні продуктивностей по газу. Їх можна використовувати при нестабільних навантаженнях по рідини і пару. Для цих тарілок F? 1 (м/с) (кг/м3) - 0.5, а гідравлічний опір, залежне від глибини занурення ковпачка, не перевищує 1 кПа.
До недоліків цих тарілок слід насамперед віднести значні металоємність і трудомісткість виготовлення.
1. Матеріальний баланс колони
висококиплячих компонентах (ЛКК) - пентан, температура кипіння t кип ВКК=36,07 ° C, молярна маса М ВКК=72,146.
низькокипляча компонент (НКК) - бутан, температура кипіння t кип НКК=- 0,50 ° C, молярна маса М НКК=58,120.
Масова витрата одержуваних дистиляту Р і кубового остаткаW 0 визначаємо з рівнянь загального матеріального балансу колони по НКК:
Знайдемо масова витрата бутану і пентану в дистилляте і кубовому залишку за формулами (4), (5), (6) [1, стор. 7].
Перевірка:
Також знаходимо молярний витрати бутану і пентану в сировині, дистилляте і кубовому залишку за формулами (7), (8), (9) [1, стор. 7].
Перевірка:
молярний частки НКК і ВКК в сировині, дистилляте і кубовому залишку визначаємо за формулами (10), (11), (12) [1, стор. 7].
Перевірка:
Таблиця 1
Компонент Молярна маса, МСирьё (F) Дистилят (D) кубів залишок (Wo) Масова витрата G (кг/год) Масова частка xМольний витрата N (кмоль/год) Мольная частка XМассовий витрата G (кг/ч) Масова частка xМольний витрата N (кмоль/год) Мольная частка XМассовий витрата G (кг/год) Масова частка xМольний витрата N (кмоль/год) Мольная частка XБутан58148500,452560,504144830,992500,9923670,0260,023Пентан72181500,552520,4961460,0120,0081810,982520,977Сумма330001508114629125211848012581
Рис. 1 Схема ректифікаційної установки: n 1-колона, 2-дефлегматор (конденсатор-холодильник), 3-дільник флегми, 4-кип'ятильник
1.1 Побудова діаграми фазового рівноваги
Для бінарних сумішей, що підкоряються закону Рауля, діаграму фазового рівноваги в координатах yx ладом за наступним алгоритмом. Температурний інтервал википання суміші, що розділяється визначається як різниця температур кипіння чистого низькокиплячого t НКК і чистого висококиплячих t ВКК компонентів при заданому тиску в системі П. У цьому інтервалі температур від t НКК до t ВКК приймаємо ряд значень температур; для кожної температури визначаються значення тиску насичених парів компонентів P i. Зі співвідношення (22), [1, стор. 11] розраховуємо мольну концентрацію низькокиплячого компонента X НКК в рідині, киплячій при вибраній температурі і тиску П:
Після цього зі співвідношення (21) [1, стор. 11] визначаємо мольну концентрацію НКК в па...
