Расчет числа тарелок и составов дистиллята и остатка

Расчет проводится с использованием метода температурной границы деления.

Минимальное число теоретических тарелок определяется по уравнению Фенске:

, (8)

где ψ_m – коэффициент распределения суммарной фракции, состоящей из компонентов, отбираемых в дистилляте (с этана по пропан),

;

ψ_к – коэффициент распределения суммарной фракции, состоящей из компонентов, отбираемых в остатке (с пропана по гексан),

;

α_m и α_k – относительные летучести компонентов, коэффициенты распределения которых равны соответственно ψ_m и ψ_к: т.к. значения α_m и α_k пока неизвестны в первом приближении принимаем α_m=α₁=K₁/K₇ ; α_к= α₇ = 1

K₁ и К₇ – константы фазового равновесия 1-го и 7-го компонентов при температуре ввода сырья.

аналогично для остальных компонентов , (9).

1,646

Относительная летучесть компонента, лежащего на границе деления, для которого ψ_ε = 1, определится в первом приближении по уравнению:

4,782

Составы дистиллята и остатка в первом приближении определяются по уравнениям:

Аналогично рассчитанные концентрации остальных компонентов приведены в таблице 6.

Таблица 6 – Содержание компонентов в дистилляте и остатке

Компонент	Относительная летучесть,	Содержание компонента x'_Fi	Содержание компонента в дистилляте	Содержание компонента в остатке
С₂Н₆	21,227	0,0002	0,0005	0,0000
С₃Н₈	13,614	0,4099	0,9295	0,0800
и-С₄Н₁₀	8,476	0,0768	0,0398	0,1004
С₄Н₁₀	6,580	0,2939	0,0301	0,4614
и-С₅Н₁₂	3,056	0,0711	0,0000	0,1162
С₅Н₁₂	2,502	0,0899	0,0000	0,1470
С₆Н₁₄	1,000	0,0581	0,0000	0,0950
		1,0000	1,0000	1,0000

Используя результаты расчета, представленные в таблице 3, определим коэффициенты распределения:

Относительные летучести и , значения которых будут использованы для расчета для второго приближения, определяются по уравнениям:

Минимальное число тарелок во втором приближении

Результаты последовательных приближений представлены в таблицах 7, 8 и 9.

Таблица 7 – Приближения: 2,3,4

Компо-нент	Приближения

второе	третье	четвёртое
y⁽²⁾_i,D	x⁽²⁾_i,W	y⁽³⁾_i,D	x⁽³⁾_i,W	y⁽⁴⁾_i,D	x⁽⁴⁾_i,W
С₂Н₆	0.000424	0.000037	0.000475	0.0000046	0.0004782	0.0000023
С₃Н₈	0.823702	0.147189848	0.929487	0.08001985	0.9295094	0.0800056
и-С₄Н₁₀	0.12261	0.047792136	0.082381	0.07333621	0.0501568	0.0937975
С₄Н₁₀	0.391899	0.231743494	0.128606	0.39892549	0.0465468	0.4510300
и-С₅Н₁₂	0.042667	0.089164112	0.00085	0.11571628	0.0000822	0.1162041
С₅Н₁₂	0.04152	0.120613693	0.000402	0.14672218	0.0000283	0.1469595
С₆Н₁₄	0.006894	0.090605529	2.83E-06	0.09498112	0.0000000	0.0949829
å	1.429716	0.727145314	1.142204	0.90970571	1.0268018	0.9829818
¾¾	a_m²	a_k²	a_m³	a_k³	a_m⁴	a_k⁴
13.61635	4.909728	13.61539	6.27872	13.61516	6.619071
N⁽²⁾_min	N⁽³⁾_min	N⁽⁴⁾_min
4.930173	6.49717	6.972873
a²_e	a³_e	a⁴_e
8.27874	9.333664	9.577046
y_m⁽²⁾	y_k⁽²⁾	y_m⁽³⁾	y_k⁽³⁾	y_m⁽⁴⁾	y_k⁽⁴⁾
11.62097	0.255811	11.6237	0.107217	11.62466	0.082713

Таблица 8 - Приближения: 5,6,7

Компо-нент	Приближения

пятое	шестое	седьмое
y⁽⁵⁾_i,D	x⁽⁵⁾_i,W	y⁽⁶⁾_i,D	x⁽⁶⁾_i,W	y⁽⁷⁾_i,D	x⁽⁷⁾_i,W
С₂Н₆	0.0004789	0.0000019	0.000479	0.000002	0.000479	0.000002
С₃Н₈	0.9295179	0.0800002	0.929521	0.079998	0.929521	0.079998
и-С₄Н₁₀	0.0421958	0.0988525	0.039855	0.100339	0.039832	0.100353
С₄Н₁₀	0.0335429	0.4592870	0.030174	0.461426	0.030142	0.461446
и-С₅Н₁₂	0.0000404	0.1162306	3.22E-05	0.116236	0.000032	0.116236
С₅Н₁₂	0.0000127	0.1469694	9.78E-06	0.146971	0.000010	0.146971
С₆Н₁₄	0.0000000	0.0949829	9.19E-09	0.094983	0.000000	0.094983
å	1.0057885	0.9963245	1.000071	0.999955	1.000016	0.999990
¾¾	a_m⁵	a_k⁵	a_m⁶	a_k⁶	a_m⁷	a_k⁷
13.6151	6.698811	13.61509	6.717363	13.61508	6.721674
N⁽⁵⁾_min	N⁽⁶⁾_min	N⁽⁷⁾_min
7.118413	7.124885	7.12639
a⁵_e	a⁶_e	a⁷_e
9.633132	9.646133	9.64915069
y_m⁽⁵⁾	y_k⁽⁵⁾	y_m⁽⁶⁾	y_k⁽⁶⁾	y_m⁽⁷⁾	y_k⁽⁷⁾
11.62492	0.077594	11.62498	0.076435	11.625	0.076168

Таблица 9 - Приближения: 8,9,10

Kомпо-нент	Приближения

восьмое	девятое	десятое
y⁽⁸⁾_i,D	x⁽⁸⁾_i,W	y⁽⁹⁾_i,D	x⁽⁹⁾_i,W	y⁽¹⁰⁾_i,D	x⁽¹⁰⁾_i,W
С₂Н₆	0.00047	0.00002	0.00048	0.00000	0.00048	0.00000
С₃Н₈	0.92952	0.07999	0.92952	0.07999	0.92952	0.08000
и-С₄Н₁₀	0.03982	0.10036	0.03982	0.10036	0.03983	0.10036
С₄Н₁₀	0.03013	0.46145	0.03013	0.46145	0.03013	0.46145
и-С₅Н₁₂	0.00003	0.11624	0.00003	0.11624	0.00003	0.11624
С₅Н₁₂	0.00001	0.14697	0.00001	0.14697	0.00001	0.14697
С₆Н₁₄	0.00000	0.09498	0.00000	0.09499	0.00000	0.09498
å	1.00004	0.99999	1.0000038	1.00000	1.00000	1.00000
¾¾	a_m⁸	a_k⁸	a_m⁹	a_k⁹	a_m¹⁰	a_k¹⁰
13.61508	6.722676	13.61508	6.722962
N⁽⁸⁾_min	N⁽⁹⁾_min	N⁽¹⁰⁾_min
7.12639	7.126739	7.126821
a⁸_e	a⁹_e	a¹⁰_e
9.649852	9.650014	9.650052
y_m⁽⁸⁾	y_k⁽⁸⁾	y_m⁽⁹⁾	y_k⁽⁹⁾	y_m⁽¹⁰⁾	y_k⁽¹⁰⁾
11.625	0.076106	11.625	0.076091	11.625	0.076088

Число теоретических тарелок в колонне находится как оптимальное по формуле:

Число реальных тарелок определяется с учетом эффективности выбранного типа тарелок

где η коэффициент полезного действия тарелки, в данном случае ведется расчет для клапанной тарелки η = 0,35

Для определения количества тарелок в концентрационной части колонны используем уравнение Фенске:

, (10)

В качестве i-го и (i +1) –го компонентов следует принимать распределенные компоненты, т.е. х^¢_i_,_D> 0, х^¢_i_+1,_D> 0, х^¢_I_,_W > 0, х^¢_i_+1,_W >0. Для расчёта используем концентрации н-бутана и изо-пентана.

Следовательно, концентрационная секция колонны должна иметь 8 тарелок, а отгонная – 21.

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 Следующая ⇒