Реферат: Расчет разделения смеси диоксан-толуол в насадочной ректификационной колонне

Таблица 3.2

β	1,05	1,35	1,75	2,35
R	4,2	5,4	7	9,4
N	58	42	32	29
N(R+1)	301,6	268,8	256	301,6

Используя данные из таблицы, построим зависимостьN(R+1)=f(R):

Рисунок 3.2 Зависимость N(R+1) от R

Минимальное произведение N(R+1) соответствует флегмовому числу R =6,6 (из рис.3.2).

Уравнения рабочих линий:

а) верхней(укрепляющей) части колонны:

y= ((R/(R+1))∙x)+(x_D /(R+1)); (3.5)

y = 0,868∙ x +0,118;

б) нижней (исчерпывающей) части колонны:

y = (R+F)/(R+1)∙x - (F-1)/(R+1)∙ x_W ,

где F - относительный мольный расход питания.

F = (x_D - x_W )/(x_F -x_W ) ; F = (0,9-0,02)/(0,45-0,02)=2,047;

y = 1,138∙ x – 0,003 .

Из приложения Д n_т =35 – число теоретических тарелок, n_{т в} = 20 – число теоретических тарелок в верхней части колонны, n_{т н} = 15 – в нижней.

Средние массовые расходы (нагрузки) по жидкости для верхней и нижней частей колонны определяют из соотношений:

L _В = G_D RM _В / M_D ; (3.6)

L _Н = G_D RM _Н / M_P + G_F M _Н / M_F , (3.7)

где М _D и М _F — мольные массы дистиллята и исходной смеси; М_В и М_Н — средние моль­ные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны. Средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны соответственно равны:

М_В = М_Д x_{ср. в} + М _Т (1 — x_{ср. в} );

М_Н = М_Д x_{ср. н} + М _Т (1 — x_{ср. н} ); (3.8)

где М_Д и М_Т — мольные массы диоксана и толуола; х_ср.в и х_ср.н — средний мольный состав жидкости соответственно в верхней и нижней частях колонны:

x_{c р. в} =(x_D +x_F )/2 =(0,9 + 0,45)/2 = 0,675 кмоль/кмоль смеси;

x_{c р. н} = ( x_F +x_W )/2= (0,45 + 0,02)/2 = 0,235 кмоль/кмоль смеси.

Тогда:

М_В = 88 ∙ 0,675 + 92 (1 - 0,675) = 89,30 кг/кмоль;

М_Н = 88 ∙ 0,235 + 92 (1 - 0,235) = 91,06 кг/кмоль.

Мольная масса исходной смеси и дистиллята:

M_F = 88 ∙ 0,45 + 92(1 — 0,45) = 90,2 кг/кмоль,