В«Розрахунок ректифікаційної колони безперервної дії В»
Провести розрахунок ректифікаційної колони безперервної дії для розділення суміші бензол-толуол з визначенням основних геометричних розмірів колонного апарату, продуктивність по продукту Р = 120 т/добу. Тип колони - тарілчаста, тип тарілки - колпачковая.
Зміст НК в суміші (мольн. частка):
Мольна концентрація початковій суміші: X F = 0,4
Мольна концентрація дистиляту: X P = 0,95
Мольна концентрація кубового залишку: X W = 0,03
Тиск в колоні P = 1,0 ата.
Вихідна суміш підігрівається попередньо до температури кипіння. Передбачається гаряче зрошення колони.
В
2. Технологічний розрахунок
Основними завданнями технологічного розрахунку процесу ректифікації, є визначення основних геометричних розмірів ректифікаційної колони (її діаметра та висоти), а так само витрати гріючої пари в кубі колони і охолоджуючої води в дефлегматоре.
В
2.1 Матеріальний баланс
Метою складання і рішення рівняння матеріального балансу є визначення невідомих матеріальних потоків. p> Температури кипіння речовин при Р = 760мм.рт.ст.:
Бензол Т кип = 80,2 Лљ С (НК);
Толуол Т кип = 110,8 Лљ С (ВК). p> Молекулярні маси речовин:
Бензол Мr = 78,11 кг/кмоль;
Толуол Мr = 92,13 кг/кмоль. p> Розрахунок проведемо за методикою, запропонованої в [1].
Рівняння матеріального балансу має вигляд:
(1)
де F - витрата вихідної суміші, кг/с;
P - витрата верхнього продукту, кг/с;
W - витрата нижнього продукту, кг/с;
- відповідні масові частки компонентів, кг/кг.
В В
F = 0.558 +0.823 = 1.387
1.388 * 0.4 = 0.558 * 0.95 + 0.83 * 0.03
0.555 = 0.555
Для розрахунків висловимо концентрації харчування, дистиляту і кубового залишку в мольних частках, X. M б = 78, M т = 92 - молярний маси бензолу і толуолу відповідно.
X = (х НК /M НК )/(х НК /M НК + (1-х НК )/M ВК ) (2)
X F = (0,4/78)/(0,4/78 + (1 - 0,4)/92) = 0,0051 кмоль/кмоль суміші
X Р = (0,95/78)/(0,95/78 + (1 - 0,95)/92) = 0,012 кмоль/кмоль суміші
X W = (0,03/78)/(0,03/78 + (1 - 0,03)/92) = 0,00038 кмоль/кмоль суміші. br/>
Для перекладу масових витрат F , P , W (Кг/с) в молярний достатньо кожен з них розділити на відповідну мольну масу речовини потоку, яку можна розрахувати за рівнянням:
(3)
де в”Ђ молярний частки компонента, кмоль/кмоль;
в”Ђ молярний маси відповідних компонентів, кг/кмоль;
в”Ђ мольна маса потоку, кг/кмоль.
В
М СМF = 78 * 0.0051 +92 (1-0.0051) = 91.928 кг/кмоль
М см P = 78 * 0.012 +92 (1-0.012) = 91.83 кг/кмоль
М см W = 78 * 0.00038 +92 (1-0.000038) = 91.99 кг/кмоль
(4)
(5)
(6)
де F , P , W в”Ђ масові витрати, кг/с;
F N , P N , W N в”Ђ молярний витрати, кмоль/с. br/>В
2.2 Побудова фазових діаграм
З метою проведення подальших матеріальних розрахунків потрібна побудова ліній рівноваги txy діаграми.
Таблиця 2.2.1 - Змісту низкокипящей і висококиплячих компонентів при різних температурах і тиску 760 мм.рт.ст.
Т, Лљ C
Р НК
Рвк
П
x
y
80,2
760
300
760
1
1
84
852
333
760
0,823
0,922
88
957
380
760
0,659
0,83
92
1078
...
