Ректификация

При и          

  

 

Тогда, для верхней части колонны:

Для нижней части колонны:

Паросодержание барботажного слоя E нахожу по формуле:

где:

 

Для верхней части колонны:

 

             

Для нижней части колонны:

 

              

 

 

 

 

 

 

 

						Лист

 

 

4.  Расчет коэффициентов массопередачи и высоты колонны.

 

Для верхней части колонны:

 

где - коэффициент массоотдачи в жидкой фазе.

Коэффициенты диффузии в жидкости при можно вычислить по формуле:

где: А, В - коэффициенты, зависящие от свойств растворенного вещества и растворителя:

А = 1,19, В = 4,7; и - мольные объемы в жидкостном состоянии при температуре кипения:    ; - вязкость жидкости при 20 : 

Тогда коэффициент диффузии в жидкости для верхней части колонны  при 20 равен:

 

Температурный коэффициент в определяю по формуле:

где: и принимаются при температуре 20 : ;  

Отсюда:

 

Аналогично для нижней части  колонны нахожу:

 

Коэффициент диффузии в паровой  фазе может быть вычислен по уравнению:

 

Тогда, в верхней части колонны:

 

Аналогично нахожу для нижней части  колонны:

 

 

 

						Лист

 

 

Тогда:

где:

Для нижней части колонны:

Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе:

Коэффициент массоотдачи в паровой  фазе:

Пересчитаем коэффициенты массоотдачи на кмоль/(м с):

Для верхней части колонны:

Для нижней части колонны:

Расчет для определения координат  точек кинетической линии:

Пусть х = 0,05,тогда коэффициент распределения (tg угла наклона равновесной линии в этой точке) равен: т = 2,78.

Коэффициент массопередачи  вычисляю по коэффициентам массоотдачи в верхней части колонны:

Общее число единиц переноса на тарелку нахожу по уравнению:

Локальная эффективность находится  по уравнению:

Фактор массопередачи для верхней  части колонны:

Далее определяю величину из уравнения:

Долю байпасирующей жидкости принимаю: .

Тогда:

 

						Лист

 

 

Число ячеек полного перемешивания  жидкости на провальных тарелках можно принять: S=1.

Эффективность по Мерфи с учетом перемешивания на тарелке  нахожу по уравнению: 

Эффективность по Мерфи с учетом байпасирующего потока жидкости нахожу по уравнению:

Зная эффективность по Мерфи  , можно определить  концентрацию пара на выходе из тарелки из соотношения:

Откуда:

Влияние брызгоуноса может быть определено из соотношения:

где: е - относительный унос жидкости: е = 0,49кмоль/кмоль пара

Коэффициент, учитывающий влияние  на унос т:

Определяем  для низа колонны:

Тогда:

Аналогично определяю координаты следующих точек:

При х = 0,1; т = 3,08

 

 

						Лист

 

 

При х = 0,2; т = 0,97

 

При х = 0,3; т = 0,612

 

 

						Лист

 

 

При х = 0,4; т = 0,51

 

При х = 0,5; т = 0,414

 

 

						Лист

 

 

При х = 0,6; т = 0,442

 

При х = 0,7; т = 0,387.

 

 

						Лист

 

 

При х = 0,8; т = 0,378

 

При х = 0,965; т = 0,325

 

						Лист

 

 

Результаты расчета величин, необходимых  для построения кинетической линии  свожу в таблицу:

 

Величина	Нижняя часть колонны				Верхняя часть колонны
х	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,965
т	2,78	3,08	0,97	0,612	0,51	0,444	0,442	0,387	0,378	0,325
	0,13	0,126	0,1062	0,123	0,129	0,134	0,132	0,136	0,137	0,14
	4,83	4,665	4,12	4,76	4,99	5,22	5,15	5,29	5,31	5,45
	0,992	0,99	0,984	0,991	0,993	0,994	0,994	0,995	0,995	0,996
	3,85	4,265	1,19	0,85	0,706	0,573	0,612	0,536	0,523	0,45
	4,24	4,24	1,3	0,936	0,779	0,633	0,676	0,593	0,578	0,5
	0,992	0,99	0,984	0,991	0,933	0,994	0,994	0,995	0,995	0,996
	0,92	0,916	0,934	0,948	0,954	0,99	0,958	0,962	0,962	0,995
	0,251	0,425	0,596	0,7	0,73	0,78	0,82	0,88	0,92	0,984
	0,235	0,405	0,565	0,651	0,705	0,76	0,8	0,855	0,9	0,974

 

Из диаграммы х - у по кинетической линии находим:

1. число действительных тарелок для верхней (укрепляющей) части колонны - ;
2. число действительных тарелок для нижней (исчерпывающей) части колонны -

Общее число действительных тарелок N равно:

 тарелок.

Высоту тарельчатой ректификационной колонны можно определить по формуле:

где: Н - расстояние между тарелками, м;

       и - расстояние соответственно между верхней тарелкой и крышкой колонны, и между днищем колонны и нижней тарелкой, м.

Н = 0,5м;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

						Лист

 

 

5. Расчет гидравлического сопротивления тарелок колонны.

 

Гидравлическое сопротивление  тарелок колонны  определяю по формуле:

Для верхней части:

Гидравлическое сопротивление  сухой тарелки:

где: - коэффициент сопротивления сухих тарелок.

Для провальных тарелок

Тогда:

Гидравлическое сопротивление  газо-жидкостного слоя:

Гидравлическое сопротивление, обусловленное  силами поверхностного натяжения:

Тогда полное сопротивление одной  тарелки в верхней части колонны  равно:

Для нижней части колонны:

Гидравлическое сопротивление  сухой тарелки:

Гидравлическое сопротивление  газо-жидкостного слоя:

Гидравлическое сопротивление, обусловленное  силами поверхностного натяжения:

Полное сопротивление одной  тарелки нижней части колонны  равно:

Тогда полное гидравлическое сопротивление  ректификационной колонны: