Пример расчета ректификационной колонны непрерывного действия
Исходные данные
Рассчитать непрерывно действующую ректификационную установку производительностью G для разделения смеси, содержащей хF легкокипящего компонента (ЛК). Содержание ЛК в дистилляте хD,
в кубовом остатке хW. Исходная смесь поступает при температуре t и должна быть нагрета до температуры кипения в двух последовательно соединенных подогревателях, из которых один работает на использовании теплоты кубового остатка, а второйобогревается насыщенным паром с указанным давлением. Определить расходы дистиллята, кубового остатка, флегмового числа, греющего пара, охлаждающей воды и определение основных размеров колонны - Dи H. Определение числа тарелок выполнить графическим методом теоретической тарелки. Варианты заданий приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Варианты заданий
| Вари-анты | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Смесь | Метанол-вода | Бензол-толуол | Этанол-вода | Сероуглерод-четыреххлористый углерод | Ацетон-вода | Хлороформ-бензол | Уксусная кислота-вода | Пентан-гексан | Уксусная кислота-вода | Хлороформ-бензол |
| Тип колонны | Насадочная | Ситчатая | Колпачковая | Насадочная | Ситчатая | Колпачковая | Насадочная | Ситчатая | Колпачковая | Ситчатая |
| Содер. ЛК, % | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | 32 | 34 | 36 | 45 |
| хD | 0,97 | 0,98 | 0,96 | 0,94 | 0,92 | 0,90 | 0,88 | 0,86 | 0,84 | 0.97 |
| хW | 0,015 | 0,02 | 0,025 | 0,03 | 0,035 | 0,04 | 0,045 | 0,05 | 0,055 | 0,015 |
| G, кг/ч | 1500 | 1700 | 1900 | 2000 | 2300 | 2500 | 2700 | 2900 | 3000 | 8500 |
| р, МПа | 0,5 | 0,8 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 0,6 | 1.0 |
Расчет материального баланса колонны
|
|
|
Найдём производительность колонны по дистилляту и по кубовому остатку (GW и GD), на основании уравнений материального баланса:
, (1)
где 
- содержание легколетучего компонента в исходной смеси,
дистилляте и кубовом остатке соответственно.
кг/ч
Выразим концентрацию питания в молярной доле по следующей формуле
где 
и 
- молекулярные массы хлороформа и бензоласоответственно,
кг/кмоль.
Выразим концентрациюдистиллята в молярной доле по следующей формуле
Выразим концентрациюкубового остатка в молярной доле по следующей формуле
Найдём относительный мольный расход питания по следующей формуле
Данные для построения диаграмм приведены в таблице 2 (ПРИЛОЖЕНИЕ А). Построим диаграммы равновесия в координатах 
(ПРИЛОЖЕНИЕ Б)и в координатах 
(ПРИЛОЖЕНИЕ В) для исходной смеси хлороформ - бензол. Кривая равновесия (ПРИЛОЖЕНИЕ Б) точек перегиба не имеет.
|
|
|
Определяем минимальное число флегмы по следующему уравнению
(6)
где 
=0,48 –мольная доля хлороформа в паре, равновесном с жидкостью
питания, определённая по диаграмме y*-x (ПРИЛОЖЕНИЕ В).
Нагрузка ректификационной колонны по пару и жидкости определяется рабочим флегмовым числом. Его находим по следующему уравнению
(7)
Найдём уравнение рабочих линий для верхней (укрепляющей) части колонны по следующему уравнению
Найдём уравнение рабочих линий для нижней (исчерпывающей) части колонны по следующему уравнению
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 1712; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!