3.3.1. Определение молекулярной массы сырья, дистиллята и остатка.
Составим материальный баланс без учета теплопотерь в окружающую среду для участка 1 ректификационной колонны, изображенной на рисунке 1:
| F |
| D |
| QD |
| QB |
| W |
Рисунок 1 – Принципиальная схема ректификационной колонны.
Материальный баланс:
для всей системы
для низкокипящего компонента (бензола)
где F и F' – производительность колонны соответственно в
кг/ч и кмоль/ч,
D и D' – массовые и мольные расходы дистиллята
соответственно в кг/ч и кмоль/ч,
W и W' – массовые и мольные расходы остатка соответственно в кг/ч и кмоль/ч.
Для составления материального баланса необходимо определить молекулярные массы сырья, дистиллята и остатка по следующим формулам соответственно:
3.3.2. Расчет материального баланса РК по дистилляту D.
Исходя из производительности колонны по сырью F определяем количество смеси, поступающее в колонну, кмоль/ч:
Относительный выход дистиллята определяется по правилу правого рычага:
Отсюда выход дистиллята равен:
3.3.3. Расчет материального баланса РК по остатку W.
Отсюда находим выход дистиллята:
3.3.4. Покомпонентный расчет материального баланса РК.
Произведем расчет количества компонентов в сырье (F), дистилляте (D) и остатке (W):
Для определения количества компонентов в кг/ч в сырье, дистилляте и остатке значения кмоль/ч умножаются на соответствующие молекулярные массы компонентов.
3.3.5. Проверка материального баланса
Результаты расчетов материального баланса сводим в таблицу 3.
Таблица 3 – Результаты расчетов по материальному балансу колонны.
| Компонент | Сырье (F) | Дистиллят (D) | Остаток (W) | |||
| 
| 
| 
| 
| 
| |
| НКК | 6.30 | 80.80 | 6.04 | 77.38 | 0.27 | 3.42 |
| ВКК | 10,70 | 116.28 | 0.14 | 1.58 | 10.55 | 114.70 |
| Сумма | 17.00 | 197.08 | 6.18 | 78.96 | 10.82 | 118.12 |
Расчет теплового баланса колонны.
Составим тепловой баланс без учета теплопотерь в окружающую среду для участка 1 ректификационной колонны, изображенной на рисунке 1:
Для определения 
и 
сначала найдем значение 
по энтальпийной диаграмме.
Для этого на комбинированной диаграмме находим 
и 
, проводя вертикальную линию по значениям 
и 
до линии энтальпии ННК и ВКК соответственно. Проводя линию через точки и до пересечения с вертикальных линий значений 
и 
, находим точки 
и 
.Значение
находиться по отрезкам, проведенные вертикально от точки до линий энтальпий ВКК.
Найдем значение 
:
по диаграмме: 
где n' – коэффициент избытка теплоподвода.
Откладываем этот отрезок в энтальпийной диаграмме и проводим линию от точки 
до 
. Отрезок, проведенный от точки 
до линии энтальпии НКК - есть значение 
Найдем значение 
:
по диаграмме: 
.
Проверка теплового баланса для ректификационной колонны:
Из энтальпийной диаграммы определим энтальпию сырья, дистиллята и остатка соответственно: 
Проверим сходимость теплового баланса:
Погрешность: 
Погрешность меньше 5% следовательно тепловой баланс сходиться.