6.Уравнение рабочей линии верхней части ректификационной колонны.

Рассмотрим уравнения материальных балансов для части колонны, находящейся выше сечения 1—1 (см. рис. IV-5). Запишем материальные балансы:

общий

G=g+D или G-g=D

и для НКК

Gy=дх+Dy_D

Уравнения устанавливают зависимость между массами и составами паров и жидкости, проходящих через одно и то же сечение 1—1 колонны. Из этих уравнений следует, что масса потока паров G равна массе потоков ректификата D и флегмы g, а соответственно масса НКК в парах Gy равна массе НКК в ректификате Dy_D и флегме gх. Таким образом, пары, поднимающиеся с любой тарелки в верхней части колонны, можно рассматривать как состоящие из двух частей: паров верхнего целевого продукта (ректификата) и сопутствующих паров, масса и состав которых равны массе и составу встречной флегмы. Следует отметить, что в ряде случаев масса сопутствующего потока паров может значительно превышать массу потока ректификата.

Или

Разделив числитель и знаменатель каждого слагаемого уравнения на D и обозначив флегмовое число через R = g/D, которое является важнейшим показателем процесса ректификации, получим

Уравнения называются уравнением рабочей линии, уравнением концентраций, или уравнением оперативной линии. Оно устанавливает связь между составами встречных потоков пара и жидкости в произвольном сечении колонны и является общим для любого сечения концентрационной части колонны.

В координатах х, у уравнения представляют собой кривую линию, так как в общем случае поток флегмы g или флегмовое число R может изменяться по высоте верхней части колонны. Степень изменениямассы жидкости и паров по высоте колонны зависит от тепловых характеристик компонентов (скрытая теплота конденсации, теплоемкость). Для систем, у которых тепловые константы близки между собой, масса жидкости и паров по высоте колонны не меняется или меняется незначительно.

Если принять поток флегмы по высоте колонны постоянным (g_D=g=д₁=const), то рабочая линия будет прямой с тангенсом угла наклона

7.Уравнение рабочей линии нижней части ректификационной колонны.

У равнение рабочей линии для нижней части колонны. Перейдем к анализу работы нижней части колонны. Для этого рассмотрим потоки для

части колонны ниже сечения 4—4. Материальный баланс для этой части колонны запишется следующим образом:

общий

g=G+W или g-G=W

И з данных уравнений следует, что для любого сечения в нижней части колонны масса жидкости больше массы паров, т. е. д > G, и массы обоих потоков изменяются в одном направлении, одновременно возрастая или убывая.

Или

Разделив числитель и знаменатель каждого слагаемого на W и обозначив паровое число через П = G/W, получим

Уравнения называются уравнением рабочей линии для нижней части колонны и устанавливают зависимость между концентрациями встречных потоков пара и жидкости в произвольном сечении нижней части колонны. Оно является общим для любого сечения отгонной части колонны.

В общем случае в координатах х, у уравнения представляет собой кривую линию, так как масса паров G может изменяться по высоте нижней части колонны. Если масса паров в нижней части колонны не изменяется (П=const или G=const), то уравнение рабочей линии является уравнением прямой.