рі рівноважним з рідиною. Далі будуємо діаграму фазового рівноваги в координатах yx.
Весь розрахунок і отримані дані наведені в таблиці 2.
За даними таблиці 2 будуємо діаграму фазового рівноваги в координатах t - x, y (ізобарну температурні криві харчування і конденсації парів суміші бутан - пентан) (рис. 2)
Таблиця 2.
t, ° CP НКК, барP ЛКК, Барпи, барXY606,392,1456,3911657,252,4890,820,93708,12,8320,680,86759,123,2540,530,768010,133,6760,420,678511,324,1850,310,559012,54,6930,220,439513,95,30,130,2810015,295,9060,050,1210416,586,3900
Визначаємо температурний режим колони t Wo=102,5 ° C; t F=76 ° C; t P=61 ° C по діаграмі фазової рівноваги.
1.2 Визначення числа теоретичних тарілок колони
флегмовое число являє собою відношення витрати флегми, що подається на зрошення колони, до витрати одержуваного дистиляту.
Визначаємо мінімальне флегмовое число за формулою (24).
де Y * F - мольна концентрація НКК в парі, рівноважному з рідиною харчування; YD - мольна концентрація НКК в дистилляте, якщо в дефлегматоре конденсується весь пар, YD=XD; XF -мольная концентрація НКК в сировину.
Для визначення оптимального флегмового числа R опт, знаходимо мінімум функції f (R) у відповідності з рівнянням (26) [1, стор. 13]
де?- Коефіцієнт надлишку флегми.
Для цього приймаємо кілька значень коефіцієнта надлишку флегми?, для кожного з них обчислюємо флегмовое числа, на діаграму yx (рис. 3) наносимо робочі лінії верхньої і нижньої частин колони відповідно з їх рівняннями (27), (28) [1, стор. 14].
Розрахунок R опт і отримані дані наведені в таблиці 3.
Так як використовується наближений метод, то R опт знаходимо як мінімум функції f (R). За графіком f (R) - R (рис. 4) знаходимо
Визначаємо за рис. 3 теоретичне число тарілок колони при R опт=1,77, яке дорівнює n т=14.
Таблиця 3
? 1,21,41,61,71,82R1,251,461,661,771,872,08OB0,440,400,370,360,340,32n т 191715141413f (R) 42,7541,8239,938,7840,1840,04
1.3 Визначення витрати пари і флегми в колоні
Алгоритм розрахунку наведено в [1, стор. 15 - 17]
Сировина надходить в колону без частки відгону е=0.
. Паровий потік, внесений у колону сировиною:
. Рідкий потік, внесений у колону сировиною:
. Масова витрата пара у верхній частині колони:
Паровий потік, що надходить у верхню частину колони такий же, як і масова витрата пара у верхній частині колони т.к. молярні теплоти випаровування поділюваних компонентів близькі за значенням.
. Паровий потік, що надходить в зону харчування з нижньої частини колони:
.
6. Потік флегми, що надходить з верхньої частини колони в зону харчування:
7. Потік флегми, що надходить із зони харчування в нижню частину колони:
. Масова концентрація НКК під флегме g, що надходить на останню тарілку нижній частині колони:
Орієнтовно можна прийняти
де
Масова концентрація НКК в паровому потоці G 2, що піднімається з останньою тарілки нижній частині колони в зону харчування:
Масова концентрація НКК в паровому потоці G 2, що залишає зону харчування:
При е=0, умова і, виконується і.
Рис. 5 Схема потоків у зоні харчування і верхньої частини колони.
2. Тепловий баланс
Методика розрахунку представлена ??в [1, стор. 17]
Напишемо рівняння теплового балансу колони:
де Q k тепловий потік, що передається теплоносієм в кип'ятильник испаряющейся рідини; Q g тепловий потік, що передається в дефлегматоре хладагенту при конденсації і охолодженні флегми і дистиляту; i D, i Wo, i F - ентальпія рідких дистиляту, кубового залишку і сировини.
підставивши значення ентальпії в рівняння отримаємо:
Знаходимо значення теплоємності при температурах t F, t D і t Wo і теплоти пароутворення при t D по для бутану [2, стор...
