Технологический расчет. 
Промышленное применение ректификации

Расчет ректификационной колонны

Необходимо рассчитать ректификационную колонну с тарелками для разделения смеси четыреххлористый углерод — толуол под давлением и определить её основные геометрические размеры (диаметр и высоту).

Материальный баланс

Зная производительность колонны и необходимые концентрации, определим недостающие данные, т. е. Производительность по дистилляту и по кубовому остатку (GW и GD), на основании уравнений материального баланса.

.

.

где — содержание легколетучего компонента в исходной смеси, дистилляте и кубовом остатке соответственно.

Отсюда найдем:

кг/с.

=0,83−0,31=0,52 кг/с.

где — мольные доли легколетучего компонента в жидкости, а — концентрация легколетучего компонента в паре, находящаяся в равновесии с жидкостью (питанием исходной смеси).

Пересчитаем составы фаз из массовых в мольные доли по соотношению.

где Мч и Мт — молекулярные массы соответственно четыреххлористого углерода и толуола, кг/кмоль.

Низкокипящий компонент (легколетучий) — четыреххлористый углерод.

Высококипящий компонент (труднолетучий) — толуол.

кмоль/кмоль смеси.

кмоль/кмоль смеси.

кмоль/кмоль смеси Уравнение рабочей линии верхней укрепляющей части колонны.

По диаграмме y-x находим при соответствующем значении, таким образом = 0,68.

Относительный мольный расход.

Тогда:

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

где MP и MF — мольные массы дистиллята и исходной смеси;

МВ и МН — средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны.

Мольную массу дистиллята в данном случае можно принять равной мольной массе легколетучего компонента — четыреххлористый углерод. Мольная масса жидкости в верхней и нижней частях колонны соответственно равна:

где Мч и МТ — мольные массы четыреххлористого углерода и толуола;

хср.в и хср. н — средний мольный состав жидкости соответственно в верхней и нижней части колонны:

Тогда Мольная масса исходной смеси Мольная масса дистиллята Подставив, получим:

кмоль/с.

кмоль/с Средние массовые потоки пара в верхней GВ и нижней GН частях колонны соответственно равны:

Здесь и — средние мольные массы паров в верхней и нижней частях колонны:

где Тогда Подставив, получим: