Материальный баланс ректификационной колонны

Для составления материального баланса необходимо определить молекулярные массы сырья, дистиллята и остатка (рисунок 4):

 кг/кмоль;

 кг/кмоль;

 кг/кмоль.

Рисунок 4 – Материальные потоки ректификационной колонны

Исходя из производительности колонны по сырью , определяем количество смеси, поступающее в колонну:

кмоль/ч.

По правилу рычага:

Относительный выход дистиллята определяется следующим образом:

.

Отсюда выход дистиллята равен:

 кмоль/ч,

 кг/ч.

Выход остатка равен:

 кмоль/ч,

 кг/ч.

Количество компонентов НКК в сырье ( ), дистилляте ( ) и остатке ( ) рассчитывается по следующим формулам:

,

,

.

Количество компонентов ВКК в сырье ( ), дистилляте ( ) и остатке

( ) рассчитывается по следующим формулам:

,

,

.

Для определения количества компонентов в кг/ч в сырье, дистилляте и остатке значения кмоль/ч умножаются на соответствующие молекулярные массы компонентов.

Результаты расчетов материального баланса сводим в таблицу 1.

Таблица 1 - Материальный баланс ректификационной колонны

Построение кривых изобар пара и жидкости

Расчет однократного испарения бинарной смеси

Зависимость между температурой  и давлением  насыщенных паров

 компонента представляется в виде формулы Антуана:

, °С

, °С.

Полученный интервал между этими температурами кипения разбиваем на 10 равных интервалов:

 °С/10,                                

При данных температурах рассчитываем давления насыщенных паров

компонентов и :

,   т.е.   

,     .

По значениям  и  определяются мольные доли НКК в жидкой фазе

.

Мольные доли в равновесной паровой фазе определяются по формуле:

.

Пересчет мольных долей в массовые для двухкомпонентной смеси производится по формулам:

,

Результаты расчетов сводим в таблицу.

3.3 Построение изобарных кривых жидкости и пара, комбинированной диаграммы и  диаграммы.

Построение кривых изобар проводится в следующих координатах: по оси абсцисс откладываются мольные составы фаз по НКК, а по оси ординат - температуры кипения НКК и ВКК. По данным таблицы 1 строим график кривых изобар пара и жидкости (рисунок 5).

Рисунок 5 - Изобарные кривые жидкости и пара

Построение  диаграммы проводится в следующей системе координат: по оси абсцисс откладываются мольные доли НКК в жидкой фазе, а по оси ординат - мольные доли НКК в паровой фазе.

Проводится диагональ в квадрате, полученном при построении системы координат.

С использованием предыдущих расчетов, на диаграмме наносятся точки, соответствующие  и . После этого полученные точки необходимо соединить плавной кривой (рисунок 6).

Затем строится линия сырья. Для этого рассчитываются  и :

,                               .

Рисунок 6 - Х –У диаграмма

Пересечение кривой равновесия и сырья в точке  дает составы  и , полученные при вводе сырья в колонну в процессе ОИ (рисунок 7).

Рисунок 7 - Построение линии однократного испарения