иманого відрізка з'єднуємо з точкою С і будуємо лінії робочих концентрацій для кожного значення флегмового числа.
Між лініями робочих концентрацій і рівноважної кривої визначаємо значення x - x * для інтервалу х W=0,0176 до х Р=0,9573 і результати визначення у вигляді 1/(x - x *) заносимо в таблицю 3.
По величинам, поміщеним в таблиці 3, для кожного вертикального стовпця методом інтегрування обчислюється число одиниць перенесення n ox для кожного флегмового числа.
Таблиця 3 - Результати визначення рушійною сили x - x *
R0,551,051,552,052,553,05x1/(x - x *) 1/(x - x *) 1/(x - x *) 1/(x - x *) 1/(x - x *) 1/(x - x *) х W =0,017684,6614684,6614684,6614684,6614684,6614684,661460,120,4716919,8609919,5080219,2780519,1163218,996390,38,305357,880457,645057,495497,392067,316260,56,685806,060445,742095,549195,419775,32693х F =0,7797176,9880517,1637911,305859,262518,223967,595580,884,4206416,8320311,499729,535818,515767,891260,925,2312417,1444514,3696612,9680812,1228711,55770х Р=0,957318,4313418,4313418,4313418,4313418,4313418,43134
Малюнок 3 - Графічне визначення числа одиниць перенесення для різних значень R.
За знайденим значенням n ox для кожного флегмового числа визначається величина (R + 1) * n ox, результати заносяться в таблицю 4.
Таблиця 4 - Визначення величини (R + 1) * n ox
Rn ox R + 1 (R + 1) * n ox 0,5531,805753081,5549,298917271,0511,833833512,0524,259358691,5510,895210122,5527,782785822,059,884466613,0530,147623162,559,5955137323,5534,064073753,059,3412500484,0537,83206269
Cтроятся графік залежності (R + 1) * n ox від R, мінімальне значення на якому, відповідає оптимального флегмового числа. Щоб знайти мінімум функції, прирівнюємо похідну від неї до нуля і вирішуємо рівняння.
Малюнок 4 - Графік залежності (R + 1) * n ox від R
R опт=1,1180. Знаходимо відрізок В на лінії ординат, відповідний R опт=1,1180 за формулою (10):
У опт=0,9573/(1,1180 + 1)=0,4520
2.4 Матеріальний баланс і рівняння робочих ліній
Матеріальний баланс для всієї колони ректифікації може бути представлений двома рівняннями:
по всьому продукту
F=P + W (18)
по легколетучего компонента
F * x F=P * x P + W * x W, (19)
де F - витрата вихідної суміші, кг/год;
P - витрата дистиляту, кг/год;
W - витрата кубового залишку, кг/год;
x F, x Р, x W - вміст легколетучего компонента в харчуванні, дистилляте і кубовому залишку, мас. частки.
2.4.1 Рівняння робочої лінії для зміцнювальної частини колони
Виділяється довільне перетин у верхній частині апарата (зміцнювальної), для якої рівняння матеріального балансу по низькокипляча компоненту має вигляд
G * y до + L * x=G * y + L * x н, (2 0)
де G - витрата пари з колони, кг/год;
L - витрата рідини в колоні, кг/год;
х, у - концентрації НКК в рідині і парі в довільному перерізі колони;
х н - початкова концентрація НКК в рідині;
у к - кінцева концентрація НКК в парі.
Для зміцнювальної частини колони:
L=Ф=P * R (21)
G=Р + Ф=P + R * P=P * (1 + R) (22)
у н=у G=у Р=у Ф=х Р (23)
х н=х Ф=х Р (24)
Тоді рівняння робочої лінії зміцнювальної частини колони буде мати вигляд
у=R/(R + 1) * x + х Р/(R + 1) (25)
2.4.2 Рівняння робочої лінії для вичерпної частини колони
Для довільно вибраної ділянки в нижній частині колони (вичерпної) зміниться витрата рідини
L /=Ф + F=P * R + f * P=P * (R + f), (26)
де f=F/P - число харчування колони.
Тоді рівняння робочої лінії вичерпної частини колони буде мати вигляд
у=(R + f)/(R + 1) * x + (f - 1)/(R + 1) * x W (27) ...
