Материальный баланс ректификационной колонны

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 18Следующая ⇒

Замечание: при расчёте ректификационной колонны количества и составы фаз выражают в мольных величинах, так как мольные теплоты испарения близки по величине, а удельные отличаются (это делается для удобства вывода).

Примем некоторые допущения.

1. Разделяемая смесь подчиняется закону Трутона, согласно которому отношение мольной теплоты испарения или конденсации r к абсолютной температуре кипения T для всех жидкостей равно постоянной величине, то есть

r _см / Т_см = r₁/T₁ = r₂/T₂ = … const

r ₁ = r ₂ = …, T ₁ = T ₂ = ….

Отсюда следует, что при конденсации 1-ого моля ВК в колонне испаряется 1 моль НК и количество паров в кмолях, поднимающихся по колонне, постоянно.

2 . Состав пара, выходящего из колонны в дефлегматор 3 Y_d, равен составу дистиллята в жидкой и паровой фазе, то есть у_d = х _p = у _p .

3 Состав пара, который поднимается из кипятильника 2 в колонну, равен составу жидкости, поднимающейся в кипятильник y_w = x_w

4 . Теплоты смешения компонентов равны нулю. Смесь на разделение поступает при t _кип.

2-ое и 3-е допущения говорят о том, что составы жидкости и пара на концах колонны равны, то есть y_p = x_p и y_w = x_w ..

Материальный баланс ректификационной колонны.

В колонну поступает F кмоль исходной смеси состава X_F (мольные доли НК); сверху из колонны выходит G кмоль паров, из конденсата которых образуются дистиллят и флегма. Р – количество дистиллята, Х_р – состав дистиллята. На орошение колонны возвращается флегма Ф состава Х_ф = Х_р. Внизу колонны удаляется W кмоль остатка состава X_w.

Тогда уравнение материального баланса по потокам:

F + Ф = G + W; так как G = P + Ф, то F + Ф = P + Ф + W, то есть F = P + W.

Материальный баланс по НК: Fx_F = Px_P + Wx_W.

Уравнения рабочих линий

Исходим из общего для всех массообменных процессов уравнения рабочей линии:

L , G – расходы жидкой и паровой фаз; х, у, х_к, у_н – концентрация жидкости и пара текущие и на верхнем конце колонны.

Всё считаем в мольных единицах!

Укрепляющая часть колонны. Выразим количество жидкости (флегмы), которая стекает вниз по верхней части колонны: L = Ф = RP, где . R – флегмовое число. Флегмовое число равно отношению количества флегмы Ф к количеству дистиллята Р. Количество паров, поднимающихся по укрепляющей. части колонны G = P +Ф= P + RP = P ( R +1). Для верха колонны: у_н = х _p, так как у _G = у _p = х _p и х_ф = х_р, т.есть х_к = х_р.

Подставим в уравнение:

– уравнение рабочей линии верхней укрепляющей части колонны.

Исчерпывающая часть колонны. Количество жидкости L ′ = Ф + F . Обозначим: f = F / P ; f – показывает, какое количество питания приходится на 1 кмоль дистиллята.

Количество пара, поднимающегося по исчерпывающей части равно количеству пара поднимающегося по укрепляющей части G = G ′ = P ( R + 1). Состав пара из кипятильника у_н=у _w =х _w Состав жидкости х_к=х _w . - уравнение рабочей линии исчерпывающей части колонны.

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 1105; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8910 11 12 13 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!