Определение флегмогового числа

Пользуясь справочной литературой, выписывают таблицу равновесных составов жидкости и пара. Строят диаграммы t - x,y, и y-x. При отсутствии экспериментальных данных о фазовом равновесии идеальной смеси строят равновесную линию, исходя из давления насыщенных паров компонентов исходной смеси в интервале между температурами кипения легколетучего и труднолетучего компонентов.

Х_Л.К. и Y_Л.К. рассчитываются по формулам:

Последовательно получаем:

На диаграмме Y-X по оси абсцисс откладывают составы жидкой фазы, по оси ординат - паровой. Зависимость между составами жидкой и паровой фазы выражается линией равновесия. Кроме равновесной линии на диаграмму наносят вспомогательную линию - диагональ, уравнение которой y = x.

На диагонали находят точку А с координатами Х_р = Y_p, а затем проводят вертикаль из точки Х_ƒ пересечения с равновесной линией в точке В. Линия АВ - теоретическая рабочая линия верхней части колонны при минимальном флегмовом числе R_min.

Пересечение этой линии с осью ординат даёт точку В_mаx. Минимальное флегмовое число равно

Реальное флегмовое число R больше R_min, причём отношение  и называется коэффициентом избытка флегмы и колеблется на практике в довольно широких пределах (от 1,05 до 10) в зависимости от свойств разделяемой смеси, рабочих параметров и экономических факторов.

Поскольку пределы изменения β достаточно широки, необходимо определить флегмовое число и соответствующий коэффициент избытка флегмы. Несмотря на математическую простоту, эта задача очень трудоёмкая, поскольку требует проведения полного технико-экономического расчёта при различных значениях флегмового числа R.

Учитывая, что масса колонны, зависящая от числа ступеней разделения, является определяющей в стоимости процесса ректификации, приближенно R_опт, можно рассчитать следующим образом. По уравнению (3.3) определяют минимальное флегмовое число R_min. Затем, задав несколько значений коэффициента избытка флегмы в пределах примерно 1,05¸5,0, графически определяют соответствующее им число теоретических ступеней N_t. Для этого, при каждом значении ректификации, между ними и равновесной линией проводят отрезки, параллельные осям координат. Число ступеней, образующихся в результате такого построения в пределах изменения концентраций Х_р-Х_ƒ, будет соответствовать числу теоретических тарелок в верхней части колонны, а число ступеней, образующееся в пределах изменения концентраций Х_р-Х _w - числу теоретических тарелок в нижней части колонны.

Результаты расчёта подаём в виде таблицы:

Уравнение рабочей линии: