Определение рабочего флегмового числа
Рабочее флегмовое число рассчитывается по формуле:
(2.13)
Минимальному флегмовому числу Rmin соответствует положение линий рабочих концентраций АВ и ВС (рис.2.2):
(2.14)
где, y*, x* - координаты точек пересечения линий питания с линией равновесия (yF* = 0,778, xF* = 0,27);
xp и xf – массовый состав дистиллята и исходной смеси.
Графическое определение минимального флегмового числа
На рис.2.2 проводим прямую СЕ через точку В пересечения вертикали с линией равновесия и через точку С на диагонали, соответствующую составу дистиллята xp. Измерив отрезок b0, отсекаемый прямой СЕ на оси ординат, находят Rmin из формулы:
(2.15)
где, xp – мольный состав дистиллята;
откуда 
b0 = 0,70,
Графическое определение рабочего флегмового числа
Оптимальное рабочее флегмовое число R предложено находить по минимальному значению N(R+1), полагая, что это произведение пропорционально объему ректификационной колонны (N – число ступеней изменения концентрации или теоретических тарелок).
Задавшись различными коэффициентами избытка флегмы b, определим соответствующие флегмовые числа R [2, стр. 46 ]. По формуле (2.15) рассчитываем величину b; графическим построением ступеней изменения концентраций между равновесной и рабочими линиями на диаграмме Y – X находим N и далее N(R+1). Построение рабочих линий и ступеней изменения концентраций выполняется для каждого заданного коэффициента избытка флегмы и рассчитанного флегмового числа.
|
|
|
Вычисляем R, b, N, N(R+1) при различных значениях b:
флегмовое число вычисляем по формуле (2.13), а b0 по (2.15):
Чтобы определить количество тарелок, надо графически изобразить линии рабочего процесса в колонне. Колонну непрерывного действия от места ввода исходной смеси делят на две части: верхняя часть колонны называется укрепляющей, а нижняя часть – исчерпывающей. Для укрепляющей части колонны уравнение линии рабочих концентраций определяется соотношением (2.16):
,
в котором выражение R/(R+1) есть тангенс угла наклона линии, а отрезок, отсекаемый линией на оси y, определяется зависимостью b = xp/(R+1). Для построения линий рабочих концентраций укрепляющей и исчерпывающей части колонны откладываем на оси абсцисс точки А, В, С (рис 2.3), соответствующие составам кубового остатка xw, исходной смеси xf и дистиллята xp, проводим через точки А и С вертикали до пересечения с диагональю и получаем точки А1 и С1. Откладываем на оси ординат отрезок ОЕ, длина которого определяется соотношением b = xp/(R+1). Через точки С1 и Е проводим прямую С1Е, а через точку В – вертикаль до пересечения с линией С1Е и получаем точку В1. Соединяем точки А1 и В1 линией А1В1. Отрезок С1В1 – линия рабочих концентраций укрепляющей части колонны, отрезок А1В1 – линия концентраций исчерпывающей части колонны. Число теоретических тарелок находим путем построений ступенчатой линии между линией равновесия и линиями рабочих концентраций в пределах от xw до xp. Эту процедуру делаем 6 раз т. к. дано 6 значений b т.е. отрезков ОЕ.
|
|
|
Количество ступеней (тарелок), полученные из рис.2.3 равно: 13, 9, 8, 7, 8, 5.
Полученные значения заносим в таблицу 13.
Таблица 13
| b | 1,07 | 1,36 | 1,74 | 2,33 | 3,30 | 5,26 |
| R | 0,428 | 0,544 | 0,696 | 0,932 | 1,32 | 2,104 |
| b | 0,69 | 0,63 | 0,58 | 0,51 | 0,42 | 0,32 |
| N | 13 | 9 | 8 | 7 | 8 | 5 |
| N(R+1) | 18,564 | 13,896 | 13,568 | 13,524 | 18,56 | 15,52 |
Результаты вычислений и построений представлены на рис.2.4
Рис. 2.4 Определение оптимального рабочего флегмового числа
Минимальное произведение N(R+1) соответствует оптимальному рабочему флегмовому числу, Ropt = 0,932.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 731; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!