Курсовая работа: Расчет ректификационной колонны для разделения бинарной смеси бензолтолуол
3.5 Расчет режима полного орошения
Режим полного орошения – режим работы колонны, когда число теоретических тарелок в колонне N = Nmin и флегмовое число R → ∞.
В случае, когда допущение о постоянстве флегмового числа достаточно оправданы, расчеты могут быть проведены с помощью аналитических методов, позволяющих получать конечный результат с любой заданной степенью точности.
Для аналитического расчета минимального числа тарелок рассчитаем коэффициенты относительной летучести вверху и внизу колонны - и . определяется как отношение давления насыщенных паров бензола к давлению насыщенных паров толуола при температуре верха колонны t=91,3 °C. определяется аналогично, но при температуре низа колонны t=120,3 °C. Температура низа и верха колонны определяются по изобаре:
Средний коэффициент относительной летучести определим из уравнения:
Для расчета минимального числа тарелок воспользуемся уравнением Фенске-Андервуда:
Полученное число округляем в большую сторону и получаем, что число минимальных тарелок, соответствующих режиму полного орошения, равно 9. Подобное число мы получим графическим методом на x-y-диаграмме путем построения ступенчатой линии между кривой равновесия и рабочей линии, соответствующей режиму полного орошения, т.е. диагональю квадрата.
По диаграмме = 9.
3.6 Расчет числа тарелок на комбинированной и x - y -диаграмме
Расчет числа теоретических тарелок полной колонны по x-y-диаграмме
Полная колонна состоит из укрепляющей части, отгонной части и зоны питания. Укрепляющая колонна характеризуется флегмовым числом. Флегмовое число – отношение расхода жидкости по высоте колонны к дистилляту.
Найдем минимальное флегмовое число, для чего на x-y-диаграмме отложим прямую, соединяющую точку D (откладывается на рабочей линии при ) и сырьевую точку F ( и ).
Отрезок, отсекаемый на оси Y, будет численно равен
Находим по диаграмме:
Откуда находим:
Рабочее флегмовое число равно произведению минимального флегмового числа на коэффициент избытка теплоотвода n'=1,23
Тогда - отрезок, отсекаемый прямой DF по оси Y в режиме рабочего орошения.
Отгонная колонна характеризуется паровым числом. Паровое число – отношение количества пара колонны к остатку.