Расчёт ректификационной колонны непрерывного действия (стр. 2 из 5)

Давление в колонне:

Строим таблицу равновесного состава c помощью интерполяции [7,табл.XLVI и рис. XIV]:

80	760	300
84	852	333	0,823	0,922
88	957	379,5	0,659	0,83
92	1078	432	0,508	0,72
96	1204	492,5	0,376	0,596
100	1344	559	0,256	0,453
104	1495	625,5	0,155	0,304
108	1659	704,5	0,058	0,127
110	1748	760	0	0

По таблице находим состав пара равновесного с начальной смесью, с дистиллятом и кубовым остатком:

;

;

.

Рабочее (оптимальное) флегмовое число R определяет нагрузки ректификационной колонны по пару и по жидкости и наряду с производительностью колонны обуславливает геометрические размеры колонного аппарата и затраты теплоты на проведение процесса.

Исходным при выборе рабочего флегмового числа является минимальное его значение R_min.

R_minопределяется по формуле [Иоффе]:

(7)

где

- мольная доля продукта, кмоль/кмоль.

.

1. Принимаем коэффициент избытка флегмы:

.

Рабочее флегмовое число:

.

Координата точки b:

.

Строим кривую равновесия:

С помощью кривой равновесия находим число теоретических тарелок:

.

Находим произведение:

.

2. Принимаем коэффициент избытка флегмы:

.

Рабочее флегмовое число:

.

Координата точки b:

.

Строим кривую равновесия:

С помощью кривой равновесия находим число теоретических тарелок:

.

Находим произведение:

.

3. Принимаем коэффициент избытка флегмы:

.

Рабочее флегмовое число:

.

Координата точки b:

.

Строим кривую равновесия:

С помощью кривой равновесия находим число теоретических тарелок:

.

Находим произведение:

.

4. Принимаем коэффициент избытка флегмы:

.

Рабочее флегмовое число:

.

Координата точки b:

.

Строим кривую равновесия:

С помощью кривой равновесия находим число теоретических тарелок:

.

Находим произведение:

.

5. Принимаем коэффициент избытка флегмы:

.

Рабочее флегмовое число:

.

Координата точки b:

.

Строим кривую равновесия:

С помощью кривой равновесия находим число теоретических тарелок:

.

Находим произведение:

.

Строим зависимость Nm*(R+1)=f(R):

Из графика видно, что оптимальным будет 2 вариант. Флегмовое число и число теоретических тарелок при этом будут:

2.4 Определение действительного числа тарелок

Относительная летучесть начальной смеси:

.

По [1,табл.IX] находим вязкости компонентов:

;

.

Вязкость жидкости на питательной тарелке:

.

Общий коэф-т полезного действия в тарелке:

.

Число действительных тарелок:

.

Принимаем:

.

2.5 Определение геометрических размеров тарельчатых колонн

В определение геометрических размеров входят определение высоты и диаметра колонны.

2.5.1 Определение диаметра колонны

Диаметрколонныопределяетсяпоформуле :

(10)

где V – объёмный расход паров для верха и для низа колонны, м³/с;

ω - скорость пара для верхней и для нижней колонны, м/c;

π – геометрическая постоянная (π =3,14).

2.5.2 Определение объёмного расхода паров

Определение объёмного расхода паров производиться по формуле:

(11)

где P – мольный расход, кмоль/с;

R –оптимальное флегмовое число;

M_cp – средняя мольная масса пара, кг/кмоль;

ρ_п.ср – плотность пара для среднего сечения, кг/м².

Средняя мольная масса пара определяетсяпоформуле :

(12)

где M_нк, М_вк – мольные массы компонентов, кг/кмоль;;

y_ср – средний мольный состав пара, кмоль/кмоль.

Средняя плотность пара определяетсяпоформуле :

(13)

где Т˚=273К;

Р₀=760 мм.рт.ст.

Т_ср – средняя температура кипения смеси в среднем сечении верхней части колонны в ^˚С (определяется по t-x-y диаграмме по значению y_ср)

Определение объёмного расхода паров в колонне производиться для верха и для низа колонны отдельно.

Среднее сечение верхней части колонны:

Средний мольный состав пара определяетсяпоформуле :

(14)

где y_p и y_f-мольные доли компонентов (определяются по x-yдиаграмме).

= 92,13*0,795 + 78,11*(1-0,795) = 89,24 кг/кмоль