Расчет диаметра колонны

Массовый расход пара в верхнем сечении колонны:

кг/c (2.1)

где D = кг/c – массовый выход дистиллята;

R = – рабочее флегмовое число.

Массовый расход пара в нижнем сечении колонны:

кг/c (2.2)

где W = кг/с – массовый выход остатка;

S = – рабочее паровое число.

Дальнейший расчет ведем для более нагруженного сечения колонны.

(G_в > G_н)

Плотность паровой фазы при температуре верха колонны определим по уравнению:

(2.3)

где М_ср = М_ср.D, кг/кмоль – средняя мольная масса смеси в верхней части

колонны, равная средней мольной массе дистиллята;

Т₀ = 273 К – нормальная температура;

Т_в = t_в + 273 К – абсолютная температура верха колонны;

Р_в = МПа – давление верха колонны;

Р₀ = МПа – нормальное давление;

z = 1 – коэффициент сжимаемости газовой смеси.

Плотность жидкости в верхней части колонны определим по уравнению

(2.4)

где - массовая доля i-го компонента в жидкости в верхнем сечении колонны;

- плотность i-го компонента смеси, кг/м³.

Из технологического расчета (см. п.1.7) мольные доли компонентов (в середине укрепляющей секции – на 3-й тарелке): x₁ =; x₂ =; x₃ =. Переведем их в массовые по уравнению (1.27):

Проверка:

По справочным данным находим плотности компонентов при температуре верха колонны: r₁, r₂, r₃.

Допустимая массовая скорость в колонне по формуле:

(2.5)

где С – коэффициент, зависящий от типа тарелок, расстояния между ними, поверхностного натяжения жидкости и режима работы колонны.

Предполагая использовать ситчатые тарелки с расстоянием между ними h_т = 500 мм = 0, 5 м, при поверхностном натяжении смеси s» 20× 10³ H/м, по графику [5, С.240] получаем: С = 570.

Определяем диаметр колонны по формуле

(2.6)

Принимаем стандартное значение: D_к =