Расчет числа теоретических тарелок в колонне

методом “от тарелки к тарелке”

Любому рабочему режиму колонны соответствует конкретный состав продуктов разделения. Эти составы до расчета числа теоретических тарелок
являются неизвестными, поэтому и определяются методом последовательных
приближений в ходе расчета.

Составы дистиллята и остатка, отвечающие режиму минимального орошения (R_м):

режиму полного орошения (N_м):

В первом приближении можно принять состав, отвечающий рабочему режиму, как средний между составами для режимов минимального и полного
орошения (принятые составы должны удовлетворять уравнению материального
баланса).

При этом состав дистиллята рассчитываем по формуле (1.4)

Проверка:

Флегмовое отношение в укрепляющей секции:

Флегмовое отношение в отгонной секции колонны:

Так как по условиям разделения закреплены концентрации y_3D и x_3W, то расчет числа теоретических тарелок начинаем с верха колонны.

При расчете методом “от тарелки к тарелке” состав жидкости определяем по уравнению равновесия [1, С.55]:

(1.22)

Состав встречного потока паров находим по уравнению концентраций

для укрепляющей секции колонны

(1.23)

для отгонной секции колонны

(1.24)

Расчет тарелок производим путем попеременного использования уравнения равновесия (1.22) и уравнения концентраций соответствующей секции колонны.

Результаты расчета числа тарелок в укрепляющей секции по уравнениям (1.22) и (1.23) представлены в табл.2.

Таблица 2 - Расчет укрепляющей секции

Продолжение табл.2

Продолжение табл.2

Продолжение табл.2

Сравнение составов паровой и жидкой фаз сырья с составами фаз 6-й и 7-й тарелок показывает, что сырье в колонну следует вводить после 6-й тарелки сверху.

По уравнению [1, С.56] определяем состав жидкости, стекающей на верхнюю тарелку отгонной секции:

(1.25)

где x_ik – мольная доля i-го компонента в жидкой фазе нижней тарелки укрепляющей секции (4-й).

Проверка:

Результаты расчета числа теоретических тарелок в отгонной секции по уравнениям (1.22) и (1.24) представлены в табл. 3.

Таблица 3 – Расчет отгонной секции

Продолжение табл.3

Продолжение табл.3

С учетом закрепленной величины x_3W интерполяцией находим, что при числе тарелок N концентрации двух других компонентов в остатке следующие:

x_1W =; x_2W =.

Проверка:

Когда, полученный состав остатка и принятый в начале расчета совпадают, дальнейший пересчет составов продуктов и тарелок прекращаем. Точность расчета 0, 01.