Материальный баланс колонны.
Таблица 5.2 - Материальный баланс колонны V-17
Наименование сырья, конечного продукта
| %
| Масса, тонн/год
| Масса, тонн/сутки
| Масса, кг/с
|
|
|
|
|
|
Поступило:
Комбинированное сырье + куб стабилизатора
|
|
449746,56
|
1322,78
|
15,31
|
Итого
|
| 449746,56
| 1322,78
| 15,31
|
| | | | | |
Продолжение таблицы 5.2
1[а1]
|
|
|
|
|
Получено:
Изомеризат Пенекса
|
48,18
|
200312,51
|
589,16
|
6,82
|
Гептановая
фракция (кубовый продукт V-17)
|
8,21
|
36924,2
|
108,6
|
1,25
|
Боковой погон
| 43,11
| 193885,7
| 570,25
| 6,98
|
Потери
| 0,53
| 2383,7
| 7,01
| 0,08
|
Итого :
|
| 449746,56
| 1322,78
| 15,31
|
Находим расходы дистиллята и кубового остатка 
Питание:
,
-молярная масса гексановой фракции, равная 120
;
-молярная масса бензина, равная 86
;
XF-мольная концентрация гексановой фракции в бензине, мол. доля,
;
-массовая концентрация бензина в гексановой фракции масс. доля,
.
= 
Дистиллят:
,
где
-мольная концентрация дистиллята, мол. доля,
;
-массовая концентрация дистиллята, масс. доля,
.

Кубовый остаток:
, (4)
XW-мольная концентрация остатка, мол. доля,
;
-массовая концентрация остатка, масс. доля,
.
= 
Относительный мольный расход питания:
F=
, (5)
где F-расход сырья при ректификации,
.
F=
=
=4,14 (
).
Определяем минимальное число флегмы:
Rмин=
(6)
Rмин=
,
где
=0,74 – мольная доля бензиновой фракции в паре, равновесной с жидкостью питания.
R=1,3·Rмин+0,3 (7)
R=1,3·2,63+0,3= 3,68
В=
= 
Уравнения рабочих линий:
а) верхней(укрепляющей) части колонны:
y=
·x+
(8)
y=
+ 
y=0,43·x+0,52
б) нижней(исчерпывающей) части колонны:
y=
(9)
y=
- 
y=2,8·x-1,79·0,23
y=2,8·x-0,4
Определение скорости пара и диаметра колонны
Средние концентрации жидкости:
а)в верхней части колонны
(10)
=
= 
б) в нижней части колонны
=
(11)
(11)
Средние концентрации пара находим по уравнениям рабочих линий
а) в верхней части колонны:
(12)
= 0,15 + 0,567 = 0,727
б) в нижней части колонны:
-
(13)
·0,2 -
·0,23 = 0,136
Средние температуры пара определяем по диаграмме t-x,y [приложение 2]:
а)
=0,31
=112ºC,
б)
=0,14
=126ºС.
Средние мольные массы и плотности пара:
а)
=
·
+
·(1-
) (14)
=120·0,31+86·(1-0,31)=37,2+59,7=96,8 (
)
=
(15)
=
=1,22(
)
б)
=
+
·(1-
) (16)
=120·0,14+86·(1-0,14)=16,82+73,96=89,96 ( 
=
(17)
=
=0,89(
).
Средняя плотность пара в колонне:
=
(18)
= 
Температура в верху колонны при
равна 101ºС, а в кубе-испарителе при
равна 123ºС по диаграмме t-x, y.
Плотность бензина при 101ºС
=434
,а гексановой фракции при 121ºС
=658
[7, с. 512].
Принимаем среднюю плотность жидкости в колонне:
= 
(19)
(19)
Определяем скорость пара в колонне. По данным каталога-справочника «Колонные аппараты» принимаем расстояние между тарелками h=0,3 м. Для решетчатых тарелок по графику [7, с. 323] находим значение коэффициента С: 0,03.
Скорость пара в колонне:
=С·
(20)
=0,012·
=0,38 ( 
Объемный расход проходящего через колонну пара при средней температуре в колонне:
=
(21)
ºС
, (22)
где
-мольная масса дистиллята, равная
(23)
=0,92·120+(1-0,92)·86=117,2
;
Р-давление насыщенного пара, Па;
Р0- атмосферное давление при Т0=273К, равное 101325 Па.
V=
=
=3,67(
)
Диаметр колонны:
D= 
(24)
D=
=3,76 (м)
По каталогу-справочнику «Колонные аппараты» принимаем диаметр колонны 4000 мм. Тогда скорость пара в колонне будет:
(25)
=0.34 (
).