Расчет ректификационной колонны (стр. 5 из 5)
где α коэффициент относительной летучести разделяемых компонентов:
уравнения рабочих линий
для верхней части колонны
для нижней части колонны
выражение для коэффициента обогащения
.Расчет состоит в последовательном определении в сечении колонны между тарелками составов пара и жидкости (yi, xi).
Нижние индексы у составов пара и жидкости отвечают номеру сечения. Номер тарелки совпадает с номером расположенного под нею сечения.
Примем, что коэффициент летучести постоянен, коэффициент обогащения постоянен, куб-испаритель не обладает разделяющим действием, выходящий из него пар имеет тот же состав, что и кубовый остаток.
Блок схема расчета
Результат расчета
| Xf | i | yi | xi | y*i | |
| 0,9677 | 1 | 0,5882 | 0,5882 | 0,723291 | нижняя часть |
| Xd | 2 | 0,658447 | 0,6571455 | 0,77815 | нижняя часть |
| 0,9985 | 3 | 0,720693 | 0,7182373 | 0,823472 | нижняя часть |
| Xw | 4 | 0,774138 | 0,7706922 | 0,86015 | нижняя часть |
| 0,5882 | 5 | 0,818864 | 0,8145899 | 0,889381 | нижняя часть |
| R | 6 | 0,855533 | 0,8505789 | 0,912413 | нижняя часть |
| 3,29 | 7 | 0,885111 | 0,8796086 | 0,930413 | нижняя часть |
| F | 8 | 0,908668 | 0,902729 | 0,944393 | нижняя часть |
| 1,081 | 9 | 0,927245 | 0,9209621 | 0,955204 | нижняя часть |
| α | 10 | 0,941784 | 0,9352313 | 0,963536 | нижняя часть |
| 1,83 | 11 | 0,953095 | 0,946333 | 0,969942 | нижняя часть |
| μ | 12 | 0,961855 | 0,9549312 | 0,974858 | нижняя часть |
| 0,52 | 13 | 0,968617 | 0,9615674 | 0,978626 | нижняя часть |
| yf | 14 | 0,973822 | 0,9666756 | 0,98151 | нижняя часть |
| 0,974879 | 15 | 0,97782 | 0,9705997 | 0,983717 | верхняя часть |
| 16 | 0,980886 | 0,9755328 | 0,98648 | верхняя часть | |
| 17 | 0,983795 | 0,9793255 | 0,988595 | верхняя часть | |
| 18 | 0,986291 | 0,9825804 | 0,990405 | верхняя часть | |
| 19 | 0,988431 | 0,98537 | 0,991952 | верхняя часть | |
| 20 | 0,990262 | 0,9877577 | 0,993273 | верхняя часть | |
| 21 | 0,991828 | 0,9897994 | 0,9944 | верхняя часть | |
| 22 | 0,993165 | 0,9915437 | 0,995361 | верхняя часть | |
| 23 | 0,994307 | 0,9930327 | 0,996181 | верхняя часть | |
| 24 | 0,995281 | 0,9943031 | 0,996879 | верхняя часть | |
| 25 | 0,996112 | 0,9953863 | 0,997474 | верхняя часть | |
| 26 | 0,99682 | 0,9963094 | 0,99798 | верхняя часть | |
| 27 | 0,997423 | 0,9970959 | 0,998411 | верхняя часть | |
| 28 | 0,997937 | 0,9977656 | 0,998778 | верхняя часть | |
| 29 | 0,998374 | 0,9983359 | 0,99909 | верхняя часть | |
| 30 | 0,998746 | 0,9988212 | 0,999356 | верхняя часть | расчет закончен |
Число тарелок:
А) в верхней части колонны:
Б) в нижней части колонны:
Общее число тарелок n = 29, с запасом n = 33, из них в верхней части колонны 18, в нижней - 15.
Высота тарельчатой части колонны:
Общее гидравлическое сопротивление тарелок:
4.5 Тепловой расчет установки
Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе, находим по уравнению:
Здесь
где
и 
- удельные теплоты конденсации воды и уксусной кислоты при 100°С [табл. ХLY, стр. 541]. 
Расход теплоты, получаемой в кубе-испарителе от греющего пара находим по уравнению:
Здесь тепловые потери
приняты в размере 3% от полезно затрачиваемой теплоты; удельные теплоемкости взяты соответственно при [Рис. XI., стр. 562] 
ккал/(кг*К) 
ккал/(кг*К) 
ккал/(кг*К) 
Расход теплоты в паровом подогревателе исходной смеси:
Здесь тепловые потери приняты в размере 5%, удельная теплоемкость исходной смеси
Взята при средней температуре
Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята:
где удельная теплоемкость дистиллята взята при средней температуре (100+25)/2=62.50С.
Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка:
где удельная теплоемкость кубового остатка
взята при средней температуре (105+25)/2=650С.
Расход греющего пара, имеющего давление рабс= 3 атм = 3 кгс/см и влажность 5 % :
А) в кубе-испарителе:
где
- удельная теплота конденсации греющего пара. 
Б) в подогревателе исходной смеси:
Всего 12.0211кг/с или 43.276 т/ч
Расход охлаждающей воды при нагреве ее до 20°С:
А) в дефлегматоре
Б) в водяном холодильнике дистиллята:
В) в водяном холодильнике кубового остатка:
Всего:
Вывод
Ректификация это процесс, который осуществляется в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами в виде тарелок. Процесс ректификации обладает рядом особенностей.
Различное соотношение нагрузок по жидкости и пару в нижней и верхней части колонны.
Совместное протекание процессов массо и теплопереноса.
Всё это осложняет расчет тарельчатых ректификационных колонн. Большое разнообразие тарельчатых контактных устройств затрудняет выбор колонны. В данном случае мы выбираем колонну с тарелками типа ТС-Р, потому что она соответствует общим требованиям таким как: высокая интенсивность единицы объема аппарата, его стоимость.
Диаметр и высота колонны определяются нагрузками по пару и жидкости и физическими свойствами взаимодействующих фаз.
Список литературы
1. Дытнерский Ю.И. " Основные процессы и аппараты химической технологии. Курсовое проектирование"
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. "Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии"
3. Дытнерский Ю.И." Процессы и аппараты химической технологии"