92,14=12134,34 кг/ч.
Складемо матеріальний баланс у вигляді таблиці:
Компонентсирье (F) дистилят (D) залишок (W) кг/чкмоль/чкг/чкмоль/чкг/чкмоль/год бензол 9227,166118,2918908,77114,215318,1624,079 толуол 12272,746133,399138,3681,50412134,34131,895 ? 21499,912251,6979047,22115,7212452,50135,974
3. Тепловий баланс колони
ізобарний бінарний ректифікаційної зрошення
Без урахування тепловтрат в навколишнє середовище все підведене в колону тепло: з сировиною (F · h F) і в низ колони через кип'ятильник (QB) відводиться з колони парами дистиляту (D · HD), рідким залишком (W · h W) і через конденсатор на верху колони (QD).
F · h F + QB=D · HD + W · h W + QD, (17)
Знаючи мінімальна питома теплопідводу (QB/W) min, можемо визначити величину (QB/W):
(QB/W)=n '· (QB/W) min, (18)
де n '- коефіцієнт надлишку теплопідводу.
(QB/W)=1,29 · 9675=12480,75 ккал/кмоль.
Звідси можемо знайти QB:
QB=(QB/W) · W '= 12480,75 · 135,974=1697057,5 ккал/ч.
Згідно з правилом важеля F, W і D лежать на одній прямій, то по ентальпійного діаграмі можемо визначити (QD/D):
(QD/D)=15334,875 ккал/кмоль.
Звідси можемо розрахувати QD:
QD=(QD/D) · D '= 15334,875 · 115,72=1774551,735 ккал/ч.
З ентальпійного діаграми визначимо ентальпію дистиляту і залишку HD=9262,5 ккал/год і h W=5 475 ккал/ч. Перевіримо збіжність теплового балансу за формулою (17):
F · h F + QB=D · HD + W · h W + QD;
251,697 · 7425 + 1697057,5=115,72 · 9262,5 + 135,974 · 5475 + +1774551,735;
, 725=3590865,885.
Розрахунок продовжуємо, так як відносна похибка збіжності теплового балансу становить 0,69%.
4. Розрахунок режиму повного зрошення
Режим повного зрошення - режим роботи колони, коли число теоретичних тарілок в колоні N=N min і флегмовое число R? ?.
За допомогою кривої рівноваги фаз мінімальне число тарілок N min визначаємо шляхом побудови східчастих ліній між кривою рівновазі фаз і діагоналлю. Побудова починаємо з точки, що характеризує склад дистиляту, і завершуємо у точки, що характеризує склад залишку.
Звідси мінімальне число теоретичних тарілок N min по кривій рівноваги фаз одно 9.
Мінімальне число теоретичних тарілок в колоні можемо також розрахувати аналітично по рівнянню Фенске - Андервуда:
N min=lg (y D/(1-y D) · (1-x W)/x W)/lg? ср, (28)
де? ср - середньогеометричні значення відносної летючості:
? ср=(? В ·? Н) 1/2, (29)
Відносна летючість являє собою відношення тисків насичених парів бензолу і толуолу:
? =P Б/P T, (30)
Розрахуємо відносну летючість вгорі? В і внизу? Н колони:
При температурі t В=94 ° С
P БВ=1,4925 ата; P ТБ=0,6 ата;
? В=P БВ/P TВ=1,4325/0,6=2,4875.
При температурі t Н=123,2 ° С
P БН=3,195 ата; P ТН=1,41 ата;
? Н=P Бн/P tн=3,195/1,41=2,2659.
За рівняння (29):? ср=(? В ·? Н) 1/2=(2,2659 · 2,4875) 1/2=2,3744.
Звідси знаходимо мінімальне число тарілок за формулою (28):
N min=lg (0,987/(1-0,987) · (1-0,03)/0,03)/lg 2,3744=9,028? 9
5. Розрахунок числа теоретичних тарілок по кривій рівноваги фаз
Рівняння (23) ми можемо також записати в наступному вигляді:
y n=R n - 1/(R n - 1 + 1) · x n - 1 + y 'D/(R n - 1 +1), (27)
Рівняння (27) являє собою рівняння робочої лінії для кривої рівноваги фаз. При R=const робоча лінія буде прямою. Робоча лінія на кривій рівноваги характеризує взаємозв'язок між складами зустрічних нерівноважних потоків пари і рідини у верхній частині колони.
Проведемо робочу лінію для режиму мінімального зрошення через точки F і D, яка відсікає на ординате відрізок, рівний відношенню:
y 'D/(R min + 1)=0,35,
<...
