Курсовая работа: Расчет двух ректификационных установок непрерывного действия для разделения смеси этилацетат – толуол

Подставим в уравнение (1.20), получим:

Вязкость жидких смесей находим по уравнению:

(1.22)

где и - вязкости жидких этилацетата и толуола при температуре смеси, Па∙с

[2 рис. Vc. 556].

Предельная скорость паров в верхней части колонны :

Предельная скорость паров в нижней части колонны :

Примем рабочую скорость на 30% ниже предельной:

Диаметр колонны ректификационной колонны определим из уравнения расхода:

(1.23)

Отсюда диаметр верхней и нижней части колонны равны соответственно:

Рационально принять стандартный диаметр обечайки [1 разд. 5.1.4 с. 197], одинаковым для обеих частей колонны. При этом действительные рабочие скорости паров в колонне равны:

что составляет соответственно 43% и 34% от предельных скоростей.

1.3 Высота насадки

Высоту насадки Н определяют по модифицированному уравнению массопередачи:

(1.24)

где - общее число единиц переноса по паровой фазе;

- общая высота единицы переноса, м.

Общее число единиц переноса вычисляют по уравнения:

(1.25)

Решим этот интеграл методом графического интегрирования:

(1.26)

где S – площадь, ограниченная кривой, ординатами и осью абсцисс рис. 8; М_х , М_y – масштабы осей координат.

Данные для графического изображения функции приведены ниже:

y	y*-y	1/(y*-y)	y	y*-y	1/(y*-y)
0,020	0,043	23,26	0,629	0,096	10,42
0,064	0,060	16,67	0,703	0,092	10,87
0,097	0,068	14,70	0,8	0,075	13,34
0,137	0,079	12,66	0,837	0,061	16,39
0,265	0,100	10,00	0,867	0,05	20,00
0,391	0,084	11,90	0,899	0,035	28,57
0,500	0,064	15,62	0,928	0,027	37,04
0,528	0,072	13,89	0,953	0,022	45,45
0,545	0,080	12,50	0,967	0,018	55,55
0,564	0,086	11,63	0,970	0,015	66,67

Рисунок 8 – Графическое определение общего числа единиц переноса в паровой фазе для верхней (укрепляющей) части колонны в интервале изменения состава пара от у_F до у_Р и для нижней (исчерпывающей) – в интервале от от у_W до у_F .

По рисунку находим общее число единиц переноса в верхней и нижней частях колонны:

; .

Общую высоту единиц переноса определим по уравнению аддитивности:

(1.27)

где и - частные высоты единиц переноса соответственно в жидкой и паровой фазах;

- средний коэффициент распределения в условиях равновесия для соответствующей части колоны.

Отношение нагрузок по пару и жидкости G/L, кмоль/кмоль, равно:

для верхней части колонны

(1.28)

для нижней части колонны

(1.29)

где

(1.30)

Подставив численные значения, получим:

Высота единицы переноса в жидкой фазе

(1.31)