Определяне на броя на теоретичните плочи - Изчисляване на дестилационната колона

За бинарни смеси минималното съотношение на обратен хладник се определя по формулата:

където yF е моларната концентрация на NCC в парата в равновесие със захранващата течност;

yD е моларната концентрация на NCC в дестилата, ако цялата пара се кондензира в обратния хладник, Y = X;

x е моларната концентрация на NCC в суровината.

Дефиницията на yF е показана в приложение B на фигура B.2 (y = 0,409).

Замествайки числените стойности във формула (14), получаваме:

В най-простите случаи стойността на рефлуксното число се определя от връзката

където β е коефициентът на излишък от храчки.

Приблизително оптималното съотношение на обратен хладник може да се определи като минимум на функцията ѓ(R) (Приложение D, Фигура D.1).

Функцията ѓ(R) се определя от релацията

където n е броят на теоретичните плочи в колоната.

Изчисляването на оптималното съотношение на обратен хладник е показано в таблица 1.

Изчисляване на оптималното съотношение на обратен хладник

Фигура Г.1 от Приложение Г показва, че минимумът на функцията ѓ(R) съответства на точка А, чиято абциса определя стойността на оптималното флуксово отношение R = 2,69.

В случай на ректификация на бинарни смеси, графичният метод на McCabe и Thiele се използва широко за изчисляване на броя на теоретичните плочи n. Съгласно този метод работните линии на горната IM и долната SP част на колоната се нанасят върху диаграмата на фазовото равновесие в координатите y - x, дадени в Приложение B на фигура B.2.

Между линията на равновесие и работните линии на колоната се вписват теоретичните стъпки на промяната в концентрацията. Броят на вписаните етапи на концентрация и е равен на теоретичния брой пластини n.

Работната линия на горната част на колоната AD се нанася върху диаграмата y-x в съответствие с формулата:

Уравнението на работната линия на долната част на колоната SD се определя по формулата:

където ѓ =- относителна (на 1 kmol дестилат) моларна консумация на суровини;

x е моларната концентрация на нискокипящия компонент в дънната течност.

Фигура E.1 от Приложение D показва определянето на броя на теоретичните плочи за оптималното съотношение на обратен хладник.

Замествайки числените стойности във формула (17), получаваме:

Замествайки числените стойности във формула (18), получаваме:

Броят на теоретичните плочи в горната част на колоната е n= 10 (с изключение на етапа около точка D). В долната част на колоната, като се има предвид, че ролята на една плоча се изпълнява от котел, броят на теоретичните плочи е m = 3.

---