Расчётная часть
Материальный баланс
Пусть GD и GW–массовыерасходыдистиллятаикубовогоостатка, кг/час.
Уравнение материального баланса:
–попотокам;
–поНК.
| xF |
| GF |
| GW |
| GD |
| GV |
| GR |
| xW |
| xD |
GD= 2,52 кг/с, GW = 2,48кг/с.
Сделаем перерасчёт концентраций из массовых долей в мольные. МНК и МВК–мольныемассыНКиВК.
Питание: 
Дистиллят: 
Кубовый остаток: 
| 17 |
по диаграмме состав –состав (x–y), которую строю по данным о фазовом равновесии разделяемой бинарной системы,
–мольнаядоля НК в паре, равновесном с жидкостью питания.
Вычисляем минимальное флегмовое число:
Рабочее флегмовое число: R = 1,3∙Rmin + 0,3
R = 1,3∙2,31+ 0,3 = 3,303
Находим число питания: 
Составляем уравнения рабочих линий:
а) для верхней (укрепляющей) части колонны:
;
; y = 0,77x +0,21
б) для нижней (исчерпывающей) части колонны:
;
; y = 1,32 x– 0,012
| 18 |
Технологический расчет колонны
Средние концентрации жидкости:
а) верх колонны 
б) низ колонны 
Средние концентрации пара (по уравнениям рабочих линий):
а) верх колонны: 
б) низ колонны: 
Находим средние температуры пара 
и 
по диаграмме «температура –состав, состав» (t–x, y); которую строим по равновесным данным:
Средние мольные массы пара:
а) верх 
(кг/кмоль)
б) низ 
(кг/кмоль)
Определим средние плотности пара:
а) верх 
| 19 |
(кг/м3)
б) низ 
(кг/м3)
Средняя плотность пара в колонне:
(кг/м3)
Находим температуры флегмы и кубовой жидкости по диаграмме t–x, y при xD и xW.
По справочникам определяем:
а) плотность жидкого НК 
при tВ
(кг/м3) при 
б) плотность жидкого ВК 
при tН
(кг/м3) при 
Средняя плотность жидкости в колонне:
(кг/м3)
Максимально допустимую скорость пара в колонне определяем по формуле:
| b |
| П |
С –коэффициентзависящийотконструкциитарелок, расстояниямежду ними, давления и нагрузки колонны по жидкости.
Коэффициент 
вычисляем по формуле:
,
где H = 0,35 м (Н= 0,3–0,4 м) –межтарельчатоерасстояние;
| 20 |
k1–коэффициентобусловленныйтипомтарелки
k1 = 1,15 для клапанных тарелок
k1 = 1,0 для колпачковых тарелок
k1 = 1,2 для ситчатых тарелок
k2 = 1, при атмосферном и повышенном давлениях, k3 = 0,34∙10-3.
м/с
Вычисляем 
по формуле:
м/с
Определяем мольную массу дистиллята:
Средняя температура пара в колонне:
Объёмный расход пара в колонне:
м3/с
Вычисляем диаметр колонны:
(м)
Из каталога “Колонныеаппараты”выбираемближайшийдиаметрколонны.
D = 1,8 м.
| 213 |
где R–радиусколонны.
Определяем периметр слива по формуле:
П=(0,7-0,75)·D
П=0,7·0,6=0,42(м)
- определяют по формуле (выведенной из системы уравнений):
Определяем среднюю мольную массу жидкости в верхней части колонны:
кг/кмоль
Объёмный расход в верхней части колонны:
м3/ч
Линейная плотность орошения в верхней части колонны
Сравниваем q1 c ранее принятым значением 
. Разность между ними небольшая, значит принимаем q =15 м2/ч.
Определение числа тарелок и высоты колонны.
| 22 |
; 
.
Общее число тарелок в колонне: 
n = 12+24=36
Вычислим число действительных тарелок в верхней и нижней частях колонны с запасом 15 %:
n = 1,15 ∙ 36 = 41,4≈42
Тарелка питания: nП = 6 ∙ 1,15 = 6,9≈7. Значит тарелка питания имеет 7-й номер.
Высота тарельчатой части колонны:
HT = (n-1)∙H
HT = (42– 1)∙0,35 = 14,35 (м)
Общая высота колонны:
H = (n-1)∙H+h1+h2+h3
h1 –высота зоны над верхней тарелкой, необходимая для монтажа штуцера распределителя жидкости и сепарации потоков, принимается в пределах 1,0-1,2м.
h2 –высотазонысепарациисырьевогопарожидкостногопотока (атакже для монтажа отбойников) принимается в пределах 1,1-1,2м.
h3 –высотазоныподнижнейтарелкой, необходимаядлясозданиястолба жидкости, обеспечивающего самотек, принимается в пределах 1,1-1,2м.