З матеріального балансу (формули 18 і 19) обчислюються витрати дистиляту і кубового залишку:
=P + W (28)
* 0,75=Р * 0,95 + 0,015 * W (29)
Розділимо рівняння (29) почленно на 0,015 і отримаємо
=63,33 * Р + W (30)
Віднімемо з рівняння (30) рівняння (28) і отримаємо 490000=62,33 * Р. Тоді Р=490000/62,33=7861,38кг/год, а W=10000 - 7861,38=2138,62 кг/ч.
Рівняння робочої лінії для зміцнювальної частини колони:
у=1,1180/(1,1180 + 1) * х + 0,9573/(1,1180 + 1)=0,528 * х + 0,452 ( 31)
Рівняння робочої лінії для вичерпної частини колони:
у=(1,1180 + f)/(1,1180 + 1) * х + (f - 1)/(1,1180 + 1) * 0,0176.
Знайдемо число харчування колони f=F/P * MP/M см, (32)
де MP і M см - молекулярні маси дистиляту і вихідної суміші, кг/кмоль.
Знайдемо молекулярну масу вихідної суміші за формулою
M см=М НКК * х + М ЛКК * (1 - х)=78 * 0,7797 + 92 * (1 - 0,7767)=80,64 кг/кмоль
Тоді число харчування колони за формулою (32)
f=10000/7861,38 * 78/80,64=1,23
Остаточно рівняння робочої лінії для вичерпної частини колони:
у=(1,118 + 1,23)/(1,118 + 1) * х + (1,23 - 1)/(1,118 + 1) * 0,0176=1,109 * х + 0, +0019 (33)
2.5 Розрахунок діаметра колони
Діаметр ректифікаційної колони розраховується по рівнянню
D=(4 * V сек/(? * w)) 0,5, (34)
де V сек - витрата пари до колони, м 3/с;
w - швидкість пара у вільному перерізі апарату, м/с.
Витрата пари, що піднімається по колоні можна визначити з формули
V сек=Р * (R + 1) /? п, (35)
де Р - витрата дистиляту, кг/с;
R - флегмовое число;
? п - щільність пари, кг/м 3.
Щільність пари визначимо по рівнянню
? п=M ср * Р до * Т 0/(22,4 * Р 0 * Т), (36)
де M ср - молекулярна маса суміші парів, кг/кмоль;
Р к - середній тиск в колоні, ат;
Т - середня робоча температура в колоні, К;
Т 0 і Р 0 - температура і тиск при нормальних умовах.
Для розрахунку середньої молекулярної маси суміші парів скористаємося рівнянням:
M ср=М 1 * у + М 2 * (1 - у), (37)
де М 1, М 2 - молекулярна маса компонентів суміші, кг/кмоль;
у - концентрація легколетучего компонента в суміші парів, Мольн. частки.
Для визначення швидкості пари в колоні з сітчатимі тарілками використовується формула:
w=0,22 * (h T/(1 + h T) - 2 * h Ж) * (? ж /? п) 0,5, (38)
де h T - відстань між тарілками, м;
h Ж - висота шару рідини на тарілці, м.
Висоту рідини на тарілці обчислимо за формулою:
h Ж=h пір +? h, (39)
де h пір - висота зливного порога, м;
? h - висота рідини над порогом, м.
Висота рідини над порогом залежить від витрати рідини на тарілці V Ж з рівняння:
? h=(V Ж/1,85 * k * b) 2/3, (40)
де k - відношення щільності піни до щільності рідини (приймається рівним 0,5); b - довжина зливного порога, м.
Для верхньої (зміцнювальної) частини колони витрата рідини на тарілці визначається рівнянням:
V Ж=P * R /? ж, (41)
де? ж - середня щільність рідини на тарілці, кг/м 3.
Середню щільність рідини розрахуємо за формулою:
? ж =? 1 * х +? 2 * (1 - х), (42)
де? 1 і? 2 - щільність компонентів суміші, кг/м 3;
х - концен...
