Технологический расчет ректификационной колонны

Исходные данные

Выполнить проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения бинарной смеси — ацетон — бензол. Тип колонны — тарельчатая колпачковая. Колонна работает под атмосферным давлением. Исходная смесь, содержащая низкокипящего компонента, имеет температуру С и перед подачей в колонну подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры кипения. Давление греющего пара Р = 0,1 МПа. Расход исходной смеси = 2 кг/c. Содержание низкокипящего компонента в дистилляте = 95%, в кубовом остатке = 2,5%. В дефлегматоре пары дистиллята конденсируются полностью. Продукты разделения охлаждаются в холодильниках до = С. Начальную температуру охлаждающей воды принять = C. Выполнить подробный расчет ректификационной колонны и теплообменника — кубового остатка.

Материальный баланс колонны

Производительность колонны по дистилляту Р и кубовому остатку W определяем из уравнений материального баланса колонны:

2 = D + W.

Отсюда находим.

Р = 2 — 1,08 = 0,92 кг/с;

Для дальнейшего расчета необходимо концентрации исходной смеси, дистиллята и кубового остатка выразить в мольных долях:

Питание: 0,52.

Дистиллят:

Кубовый остаток:

На основании справочных данных (таблица 1) о температурах кипения, равновесных составах жидкости и пара при 0,1 МПа для рассматриваемой бинарной смеси ставят кривую температур кипения смеси (рисунок 1) и кривую равновесия в координатах х — у (рисунок 2).

Таблица 1. Равновесные данные системы ацетон — бензол.

Х,%.
У,%.			24,3.		51,2.	59,4.	66,5.		79,5.	86,3.	93,2.
t.	80,1.	78,3.	76,4.	72,8.	69,6.	66,7.	64,3.	62,4.	60,7.	59,6.	58,8.	56,1.

На диаграмме (рисунок 2) наносят точку, А с координатами и точку С с координатами, а на кривой равновесия точку c абсциссой. Из точки С через точку проводят прямую до пересечения с ординатой диаграммы. На оси ординат отсекается отрезок равный 0,35.

Так как.

.

Минимальное число флегмы.

где — мольную долю ацетона в равновесном с жидкостью питания, определяем по диаграмме у — х.

Рабочее число флегмы.

R= 2,89.