Ректификационная установка непрерывного действия
 Скачать 4.69 Mb.
|
1.Расчет ректификационной колонны1.1 Переход к мольным концентрациямИспользуя формулу из табл.6.2. [2], выразим заданные массовые концентрации исходной смеси, дистиллята и кубового остатка в мольных долях. Мольная доля НКК в дистилляте:  г/моль;Где МЭ=46,07 г/моль - мольная масса этилового спирта; МВ= 18 г/моль - мольная масса воды. Мольная доля НКК в исходной смеси:  г/моль;Мольная доля НКК в кубовом остатке:  г/моль;1.2 Определение минимального и рабочего флегмовых чисел.На рис.1 диаграммы y-x линия равновесия построена по данным табл.2 [1]. Линия равновесия пересекает диагональ квадрата при  Для расчёта минимального флегмового числа  заданные массовые концентрации исходной смеси , дистиллята и кубового остатка переводим в мольный доли.Затем от оси абсцисс из точек  (точка А) и  (точка B) восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с диагональю квадрата. Соединяем точки A и B. Так как прямая пересекает линию равновесия , то из точки А проводим касательную к линии равновесия и определяем значение отрезка  , отсекаемого этой касательной на оси ординат. Отрезок АВ определяет положение рабочей линии укрепляющей части колонны при , что даёт рассчитать значение минимального флегмового числа. Эта рабочая линия отсекает на оси ординат отрезок  . По уравнению (1) [1] рассчитываем величину минимального флегмового числа: .Для расчета рабочего флегмового числа воспользуемся упрощенным методом оптимизации. Расчеты проводятся на ЭВМ по программе, которая учитывает эффективность верхней и нижней частей колонны у тарелки питания и у верхней тарелки, а также эффективность куба. При проведении расчета эффективности колонны, были получены следующие данные:  Рис.2 Результаты расчета оптимального флегмового числа с помощью программы, которая учитывает эффективность верхней и нижней частей колонны у тарелки питания и у верхней тарелки, а также эффективность куба. Используя полученные данные, определим оптимальное значение рабочего флегмового числа. Упрощенный метод основан на допущении, что затраты на процесс ректификации пропорциональны объему ректификационной колонны. Принимают, что рабочий объём колонны пропорционален произведению  , где  – эффективность колонны, выраженная в теоретических ступенях разделения (теоретических тарелках).Оптимальное флегмовое число соответствует минимуму на кривой рис.2 (приложение)  . 1.3 Материальный баланс процессаПри обогреве ректификационной колонны непрерывного действия острым паром, который подаётся в куб колонны под нижнюю тарелку уравнения материального баланса можно составить только через мольный расходы и мольные доли низкокипящего компонента в паровой и жидкой фазах. Так как мольный расход пара  не изменяется по всей высоте колонны, а изменяется только его состав, то можно составить уравнение материального баланса по всем компонентам, участвующим в процессе (в мольных расходах).Для того, чтобы расчёт материальных потоков по уравнениям (8), (9) и (6) [1] необходимо по заданному массовому расходу рассчитать мольный расход исходной смеси:  , где  и  – соответственно мольный и массовый расходы исходной смеси;  – мольная масса исходной смеси.    – мольная масса этилового спирта.  – мольная масса воды.Мольный расход исходной смеси:  ;Мольный расход кубового остатка:   ;Мольный расход дистиллята:   ;Мольный расход острого пара:   ; ;  Пересчёт мольных расходов в массовые по уравнению (12) [1]. Массовый расход дистиллята:  , где  – мольная масса дистиллята ; - массовый и мольный расход дистиллята ;Массовый расход кубового остатка:  , где  - мольная масса дистиллята  ; – массовый и мольный расход кубового остатка ;Массовый расход острого пара:  , где  - мольная масса дистиллята ( =  ) ; массовый и мольный расход острого пара  .В дальнейшем расход острого пара уточняется при решении уравнения теплового баланса колонны. |