Полный расчет ректификационной колонны (стр. 2 из 8)

кмоль/с

Нагрузка ректификационной колонны по пару и жидкости определяется рабочим флегмовым числом. Для его расчета используют приближенные вычисления по формуле:

где R_min – минимальное флегмовое число.

При этом:

где

- мольные доли легколетучего компонента в жидкости, а

- концентрация легколетучего компонента в паре, находящаяся в равновесии с жидкостью (питанием исходной смеси).

По диаграмме «Равновесное состояние жидкости и пара» (приложение1) находим

при соответствующем значении

, таким образом

Тогда:

Также для расчета флегмового числа используем графический метод:

рассчитав число теоретических ступеней контакта (теоретических тарелок)

R=1.5, y=32, n=15.2, n(R+1) =15.2(1.5+1) =38

R=2, y=26.67, n=11.4, n(R+1) =11.4(2+1) =34.2

R=2.5, y=22.86, n=9, n(R+1) =9(2.5+1) =31.5

R=3, y =20, n=8, n(R+1) =8(3+1) =32

R=4, y=16, n=7.33, n(R+1) =7.33(4+1) =36.65

R=5, y=13.33, n=6.43, n(R+1) =6.43(5+1) =38.58

В данном курсовом проекте используем

, найденное графическим методом (приложение 3).

2.1.3 Расчет расходов пара и жидкости в верхней и нижней части колонны.

Найдем уравнение рабочих линий:

а) для верхней (укрепляющей) части колонны:

б) для нижней (исчерпывающей) части колонны:

где F – относительный мольный расход питания.

Определяем температуры для нижней и верхней части колонны для жидкости и пара из диаграммы «Зависимость температуры от равновесных составов пара и жидкости» (приложение1):

ْْC,

ْC,

ْْْC,

ْC.

Определяем объемный расход пара:

кмоль/с

Расход пара в нижней и верхней части колонны определяется по формуле:

где p₀=760 мм рт. ст. – атмосферное давление,

T₀=273 K- абсолютная температура.

м³/с

Молярную массу паровой смеси в нижней и верхней части колоны находим по формуле:

кг/кмоль

Массовые расходы паров в нижней и верхней части колоны находим по формуле:

кг/с;

Определим плотности пара в верхней и нижней части колонны по формуле:

кг/м³

Определим вязкость пара в верхней и нижней части колонны для ацетона (1) и четыреххлористого углерода (2):

где табличные данные:

Па^.с,

С₁=651,С₂=384- константы уравнения.

а) для нижней части колонны:

Па^.с

б) для верхней части колонны:

Па^.с

Определим вязкость смеси пара в нижней и верхней части колонны по формуле:

Па^.с

Определим плотности жидкости по формуле:

где

плотности ацетона, четыреххлористого углерода соответственно.

а) для нижней части колонны:

кг/м³

б) для верхней части колонны:

кг/м³

Определим вязкость смеси жидкости для нижней и верхней части колонны по формуле:

где

вязкости ацетона, четыреххлористого углерода соответственно.

мПа^.с

Па^.с

Поверхностное натяжение смеси жидкостей в верхней и нижней части колонны определим по формуле:

где

поверхностное натяжение ацетона, четыреххлористого углерода соответственно.

Н/м

м/Н

Н/м