Расчет двух ректификационных установок непрерывного действия для разделения смеси этилацетат – толуол (стр. 2 из 10)

(1.9)

(1.10)

где

и - мольные массы дистиллята и исходной смеси;

и - средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны.

Мольную массу дистиллята в данном случае можно принять равной мольной массе легколетучего компонента – этилацетат. Средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны соответственно равны:

(1.11)

(1.12)

где

и - мольные массы этилацетата и толуола;

и - средний мольный состав жидкости соответственно в верхней и нижней частях колонны:

Тогда

Мольная масса исходной смеси:

Подставим рассчитанные величины в уравнения (1.9) и (1.10), получим:

Средние массовые потоки пара в верхней

и нижней частях колоны соответственно равны:

(1.13)

(1.14)

где

и - средние мольные массы паров в верхней и нижней частях колонны:

(1.15)

(1.16)

где

и - мольные массы этилацетата и толуола, [3 c.36];

и - средний мольный состав пара соответственно в верхней и нижней частях колонны:

Тогда

Подставим численные значения в уравнение , получим:

1.2 Скорость пара и диаметр колонны

Найдём плотности жидкости

, и пара , в верхних и нижних частях колонны, при средних температурах в них .

Средние температуры паров определим по диаграмме

по средним составам фаз:

t_в=73,6 ^оС t_н=88,1 ^оС [приложение А Диаграмма 1].

Тогда

(1.18)

(1.19)

Отсюда получим:

Плотность физических смесей жидкостей подчиняется закону аддитивности:

(1.20)

где

- объёмная доля компонента в смеси;

, - плотности компонентов, при средней температуре жидкости вверху и внизу колонны, кг/м³.

Произведём пересчёт из мольных долей в объёмные доли для этилацетата вверху колонны:

(1.21)

где

- мольная доля этилацетата в дистилляте;

, , , - плотности и мольные массы этилацетата и толуола при 20 ⁰С соответственно,[3 c.36]..

Произведём пересчёт из мольных долей в объёмные доли для этилацетата в кубовой части колонны:

где

- мольная доля этилацетата в кубовой части колонны;

, , , - плотности и мольные массы этилацетата и толуола при 20 ⁰С соответственно, [3 c.36].

Подставим в уравнение (1.20), получим:

Вязкость жидких смесей

находим по уравнению:

(1.22)

где

и - вязкости жидких этилацетата и толуола при температуре смеси, Па∙с

[2 рис. Vc. 556].

Предельная скорость паров в верхней части колонны

:

Предельная скорость паров в нижней части колонны

:

Примем рабочую скорость

на 30% ниже предельной: