Производительность колонны по дистилляту Р и кубовому остатку W определим из уравнений материального баланса колонны:
(1.1)
где F, P и W – производительность колонны по исходному веществу, по дистилляту и по кубовому остатку, соответственно, кг/с.
(1.2)
Отсюда находим:
(1.3)
где ,
и
- массовые доли по дистилляту, исходной смеси и кубового остатка, соответственно, кг/кг смеси.
Пересчитаем составы фаз из мольных долей в массовые доли по соотношению:
(1.4)
где ,
и
- мольные доли по дистилляту, исходной смеси и кубового остатка соответственно, кмоль/кмоль смеси;
,
- молекулярные массы соответственно этилацетата и толуола, кг/кмоль.
(1.5)
(1.6)
кг/кг смеси
кг/кг смеси
кг/кг смеси
Находим производительность по кубовому остатку:
кг/с
Находим производительность колоны по дистилляту:
кг/с
Нагрузки ректификационной колоны по пару и жидкости определяется рабочим флегмовым числом R; его оптимальное значение Rопт можно найти путём технико-экономического расчёта. Ввиду отсутствия надёжной методики оценки Rопт используют приближённые вычисления, основанные на определении коэффициента избытка флегмы (орошения) Здесь
- минимальное флегмовое число:
(1.7)
где и
- мольные доли легколетучего компонента соответственно в исходной смеси и дистилляте, кмоль/кмоль смеси;
- концентрация легколетучего компонента в паре, находящемся в равновесии с исходной смесью, кмоль/кмоль смеси.
Один из возможных приближённых методов расчёта R заключается в нахождении такого флегмового числа, которому соответствует минимальное произведение N(R+1), пропорциональное объёму ректификационной колонны (N – число ступеней изменения концентрации или теоретических тарелок, определяющее высоту колонны, а (R+1) − расход паров и, следовательно, сечение колонны).
Задавшись различными значениями коэффициентов избытка флегмы , определим соответствующие флегмовые числа.
(1.8)
Графическим построением ступеней изменения концентраций между равновесной и рабочими линиями на диаграмме состав пара Y – состав жидкости X, находим число ступеней N. Равновесные данные приведены в справочнике [3 с.36].
Результаты расчётов рабочего флегмового числа, представлены на рисунке 7 и приведены ниже:
|
1,050 |
1,350 |
1,750 |
2,350 |
3,300 |
R |
0,903 |
1,161 |
1,505 |
2,021 |
2,838 |
N |
11 |
7,8 |
6,8 |
6 |
5,5 |
N(R+1) |
53,447 |
46,935 |
47,000 |
51,766 |
Растворы и растворимость
Если в сосуд с водой поместить кристаллы поваренной
соли, сахара или перманганата калия (марганцовки), то мы можем наблюдать, как
количество твердого вещества постепенно уменьшается. Пр ...
Химия в поисках альтернативных источников энергии
Неважно, когда на
Земле закончится нефть, - через пятьдесят, сто или двести лет. Ясно, что
источник энергии исчерпаем в принципе и, следовательно, ему рано или поздно
придётся искать альтер ...
Химия в сельском хозяйстве
Химизация — это одно из направлений научно-технического
прогресса, основанное на широком применении химических веществ, процессов и
методов в различных отраслях, например в сельском хозяй ...