Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Топ:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Интересное:
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Дисциплины:
2020-12-08 | 49 |
5.00
из
|
Заказать работу |
При расчете процессов ректификации составы жидкостей обычно задаются в массовых долях или в процентах, а для практического расчета удобнее пользоваться составами жидкостей и пара, выраженными в мольных долях или процентах.
Для дальнейших расчётов необходимо концентрации исходной смеси, дистиллята и кубового остатка выразить в мольных долях:
(II.1.1)
где хА – мольная доля компонента А в жидкой фазе;
- массовая доля компонента А;
МА, МВ – молекулярные массы компонентов А и В: молекулярная масса ацетона – 58кг/кмоль, этилового спирта – 46кг/кмоль.
Материальный баланс процесса ректификации
Материальный баланс, основанный на законе сохранения массы вещества, составляется для определения количества материальных потоков в колонне.
Материальный баланс для всей колонны
(II.2.1)
где GF – массовый расход исходной смеси, кг/с; GD – массовый расход дистиллята, кг/с;
Материальный баланс по кубовому остатку
(II.2.2)
где GW – массовый расход кубовой жидкости, кг/с;
Из номограммы [2, с.565] следует, что при заданном давлении (760мм.рт.ст.) температура кипения ацетона равна 560С, этилового спирта – 830С.
В этом интервале выбирается произвольный ряд температур: 60, 64, 68, 70, 74, 78, 80. При этих температурах по номограмме [2, с.565] определяются давления паров ацетона и этилового спирта.
Для вычисления равновесных составов фаз используются законы Дальтона и Рауля.
Мольная доля низкокипящего компонента Х в жидкости определяется по уравнению
(II.2.3)
Мольная доля низкокипящего компонента в паре у* рассчитывается по уравнению
(II.2.4)
где РА , РВ – давления насыщенных паров низкокипящего и высококипящего компонентов соответственно, мм.рт.ст.; П – общее давление в системе, мм.рт.ст.
Данные по расчету равновесного состава фаз сведены в таблицу 1.
Таблица 1. Равновесные составы жидкости и пар смеси ацетон – этиловый спирт при давлении 760 мм.рт.ст.
t, 0С | Ра, мм.рт.ст. | Рэ, мм.рт.ст. | П, мм.рт.ст. | ||
56 | 760 | 260 | 760 | 1 | 1 |
60 | 880 | 320 | 760 | 0,785 | 0,91 |
64 | 1000 | 380 | 760 | 0,613 | 0,81 |
68 | 1110 | 440 | 760 | 0,478 | 0,698 |
70 | 1200 | 460 | 760 | 0,405 | 0,639 |
74 | 1350 | 570 | 760 | 0,244 | 0,433 |
78 | 1550 | 660 | 760 | 0,112 | 0,228 |
80 | 1680 | 700 | 760 | 0,061 | 0,135 |
83 | 1800 | 760 | 760 | 0 | 0 |
По полученным данным о равновесии между жидкостью и паром строим изобары температур кипения и конденсации смеси на диаграмме t=f(x,y) (рисунок 1) и линию равновесия на диаграмме у=f(x) (рисунок 2).
Расчет флегмового числа
Минимальное флегмовое число можно рассчитать по формуле
(II.3.1)
где - мольная доля низкокипящего компонента в паре, равновесном с исходной смесью, определяется по диаграмме х-у (рисунок 2).
Для нашего случая Отсюда
Оптимальное флегмовое число найдем из условия получения минимального объема колонны, пропорционального произведению nT(R+1), где nT - число ступеней изменения концентрации (теоретическое число тарелок).
Расчет оптимального флегмового числа выполняем следующим образом:
а) задаемся рядом коэффициента избытка флегмы β в пределах от 1,1 до 5,0; определяем рабочее флегмовое число и величину отрезка ;
б) откладываем отрезок В на оси ординат и проводим линии рабочих концентраций верхней и нижней частей колонны;
в) между равновесной и рабочими линиями в пределах концентраций xW и xD строим ступени, каждая из которых соответствует теоретической тарелке;
г) при каждом значении β определяем число теоретических тарелок nT и величину произведения nT(R+1).Результаты расчета сводим в таблицу 2.
Таблица 2 – Данные для расчета оптимального флегмового числа
β | R | B | nT | nT·(R+1) |
1,1 | 2,464 | 0,241 | 16 | 55,424 |
1,75 | 3,92 | 0,17 | 12 | 59,04 |
2 | 4,48 | 0,15 | 11 | 60,28 |
2,8 | 6,272 | 0,11 | 9 | 65,448 |
3,6 | 8,064 | 0,092 | 8 | 72,512 |
д) по данным таблицы 2 строим график зависимости nT(R+1)=f(R) (рисунок 3) и находим минимальное значение величины nT(R+1). Ему соответствует флегмовое число R=2,5.
Эту величину и принимаем в дальнейших расчетах за оптимальное рабочее число флегмы. Число ступеней изменения концентраций при этом равно 16.
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!