1. Практический расчет аппарата

1. Материальный баланс колонны:

Для дальнейших расчетов выражаем концентрации питания, дистиллята и кубового остатка в мольных долях

Где G_F , G_D и G _W – мольные расходы питания, дистиллята и кубового остатка.

x_F, x_D, x_W – содержание НК в питании, дистилляте и кубовом остатке, (мольные доли).

Для дальнейших расчётов выразим концентрации питания дистиллята и кубового остатка.

2. Питание:

3. Расчет оптимального флегмового числа:

Диаграмма X – Y (Рис 12)

R_РАБ

Таблица 2.

	1,1	1,2	1,4	1,5	1,6	1,8	2.0	2,5	3,0
Rраб	4,118	4,569	5,331	5,712	6,092	6,854	7,616	9,520	11,414
ЧТТ	32	25	21	17	17	16	16	14	12
N(Rраб+1)	166,0	139,2	1329	114,2	120,5	125,6	137,8	147,2	149,1
В	18,27	17,02	1497	14,12	13,36	12,07	11,00	9,01	7,63

По данным таблицы 2 построил график и определил минимальное флегмовое число Rопт = 5,7

4. Определение скорости пара и диаметра колонны:

Средние концентрации жидкости

а) в верхней части

б) в нижней части

5. Уравнение рабочей линии:

1. верхней (укрепляющей) части колонны:

2. нижней (исчерпывающей) части колонны

Средние температуры пара по диаграмме t/x-y(Рис.15)

1. при y'_ср =0,668 t’ср=74,9°C (346,4 К)

2. при y''_ср =0,204 t’’ср=79,2°C (364,9 К)

t при X_D =63,5 t при X_F =77,3 t при X_W =80,5

°C

6. Средние мольные массы и скорости пара:

1. M'ср= y'_ср M_Б+(1- y'_ср) M_Т

M'ср=0,68 119,5+(1-0,668) 78=79,826+0,332 78=105,772 кг/кмоль

2. M''ср= y''_ср M_Б+(1- y''_ср) M_Т

M''ср=0,2049 119,5+(1-0,204) 78=24,378+62,088=86,466 кг/кмоль

7. Средние плотности:

1. кг/м3

8. Средняя плотность пара в колонне:

кг/м³

9. Средняя плотность жидкости:

При t = 63,5 °C ρ_хл.= 1406,3 кг/м³

При t = 80,5 °C ρ_бенз.=813,9 кг/м³

r_Ж

По данным справочника “Колонные аппараты” выбираем расстояние между тарелками (h=600мм). Для колпачковых тарелок находим с = 0,065.

10. Скорость пара в колонне:

м/с

11. Объемный расход пара:

проходящего через колонну при средней температуре колонны:

м³/с

_Б

M_D=0,948 119,5+(0,052) 78=113,286+4,056=117,339 кг/кмоль

12. Диаметр колонны:

м

13. Высота колонны:

м

H₂=h_T (ЧДТ_В-1)=0,60(10-1)=5,4 м

14. Найдём число действительных тарелок:

ЧДТ_верха

H₃=3 0.6=1.8 м

H₄=h_Т (ЧДТ_Н-1)=0,60(20-1)=11,4 м

ЧДТ_низа

H₅=1 м

H₇=6м

15. Находим общую высоту колоны:

Выводы

Для нормального осуществления процесса ректификации смеси бензол – хлороформ содержащей X_F = 29,4 % хлороформа в ректификационной колонне непрерывного действия, работающей при атмосферном давлении, необходимы следующие условия:

1) При работе колонны на производительность G_F = 9500 кг/ч, расход дистиллята будет равен G_D = 2942 кг/ч., расход кубового остатка G_W = 4558 кг/ч.

2) При определённом флегмовом числе R = 5,7 колонна должна иметь 30 тарелок клапанного типа, из них:

10 тарелок в верхней части,

20 тарелок в нижней части.

3) Конструктивные размеры колонны должны быть:

высота Hобщ = 26,6 м;

диаметр D = 1,172 м.

4) При заданных составах дистиллята и кубового остатка X_D = 97,5%, X_W = 2,0% необходимо поддерживать определённый температурный режим в колонне:

температура верха колонны t = 74,9°C .

температура низа колонны t = 79,2°C ,

30