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

Подставим рассчитанные величины в уравнения (3.6) и (3.7), получим:

L _В = 0,278 ∙ 6,6 ∙ 89,3 / 88,4 = 1,853 кг / с;

L _Н = 0,278 ∙ 6,6 ∙ 91,06 / 88,4 + 0,58 ∙ 91,06 / 90,2 = 2,476 кг / с.

Средние массовые потоки пара в верхней G_В и нижней G_H частях колонны соот­ветственно равны:

G_В = G_D (R+1)M’_В / M _D ;

G_Н = G_D (R+1)M’_Н / M _D .(3.9)

Здесь M’_В и M’_Н - средние мольные массы паров в верхней и нижней частях колонны:

̒_В = М_Д y_{ср. в} + М _Т (1 — y_{ср. в} );

̒_Н = М_Д y_{ср. н} + М _Т (1 — y_{ср. н} ); (3.10)

где

y_{c р. в} =(y_D +y_F )/2 =(0,9 + 0,51)/2 = 0,705 кмоль/кмоль смеси;

y_{c р. н} = (y_F +y_W )/2= (0,51 + 0,02)/2 = 0,265 кмоль/кмоль смеси.

Тогда

̒_В = 88∙ 0,705 + 92(1 - 0,705) = 89,18 кг/кмоль;

̒_Н = 88∙ 0,265 + 92(1 – 0,265) = 90,94 кг/кмоль.

G_H = 1,73(2,1 + 1) 87,8/78 = 6,04 кг/с.

Подставив численные значения в уравнение (3.9), получим:

G_В = 0,278 (6,6+1)89,18 / 88,4 = 2,131 кг/с;

G_Н =0,278 (6,6+1) 90,94 / 88,4 = 2,174 кг/с.

3.3 Скорость пара и диаметр колонны

Для ректи­фикационных колонн, работающих в пленочном режиме при атмосферном давлении, рабочую скорость можно принять на 20—30 % ниже скорости захлебывания [5].

Предельную фиктивную скорость пара w _п , при которой происходит захлебывание насадочных колонн, определяют по уравнению [6]:

, (3.11)

где ρ_x , ρ_y — средние плотности жидкости и пара, кг/м³ ; μ_x — в мПа-с.

Поскольку отношения L / G и физические свойства фаз в верхней и нижней частях колонны различны, определим скорости захлебывания для каждой части отдельно.

Найдем плотности жидкости ρ_{х в} , ρ_{x н} и пара ρ_{y в} , ρ_{y н} в верхней и нижней частях колонны при средних температурах в них t_в и t_н . Средние температуры паров определим по диаграмме t —х, у (см. рис. 3.2) по средним составам фаз: t_В = 94°С; t_н =102 °С. Тогда

ρ_{y в} =̒_В T₀ /(22,4(T₀ +t₀ )); ρ_{y н} =̒_Н T₀ /(22,4(T₀ +t₀ )). (3.12)

Отсюдаполучим:

ρ_{y в} = 89,19∙ 273/(22,4∙ (273+94))=2,95 кг/м³ ;