Основные свойства рабочих сред.

Разделяемая смесь состоит из сероуглерода и тетрахлорид углерода.

Сероуглерод CS₂ — соединение серы с углеродом, бесцветная жидкость с неприятным запахом, под действием света разлагается, t_пл—112,1°С. Пары при 236°С воспламеняются. В промышленности сероуглерод получают ректификацией с СН₄ [2]. Четыреххлористый углерод, тетрахлорметан, CCl₄, бесцветная со сладковатым запахом жидкость, t_пл —22,9 °С. Практически нерастворим в воде, смешивается со многими органическими растворителями.

Температуры кипения и молекулярные массы разделяемых компонентов:

	tк, °С	Мr, кг/кмоль
сероуглерод	46.24	76
тетрахлорид углерода	76.7	154

 

Следовательно, сероуглерод является низкокипящим компонентом, а тетрахлорид углерода - высококипящим.

 

х	0	5	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
y t	0 76,7	13,2 73,7	24,0 71,0	42,3 66,0	54,4 62,3	64,5 59,0	72,6 56,1	79,1 53,7	84,8 51,6	90,1 49,6	95,0 47,9	100,0 46,3

Таблица 1.- Равновесные составы жидкости и пара (y – x, % мол.) и температуры кипения смеси (°С) для некоторых бинарных систем при P = 760 мм рт. ст.

 

Технологические расчеты.

Материальный баланс колонны

 

Мольные доли исходной смеси, дистиллята и кубового остатка:

 = (0,40/76)/[(0,40/76)+(0,60/154)]=0,6 (1.1)

 

= (0,95/76)/[(0,95/76)+(0,05/154)]=0,98

= (0,05/76)/[(0,05/76)+(0,95/154)]=0,097

 

Уравнение материального баланса

F = D + W;                                                                           (1.2)

F _F = D  + W ,

где _F, ,  – массовые концентрации н.к.к.,

   F = 2,0 кг/с – расход исходной смеси или производительность,

D – расход дистиллята,

W – расход кубового остатка,

отсюда находим:

W = F(  – )/(  – ) = 2×(0,95 – 0,40)/(0,95 – 0,05) = 1,2 кг/с

D = F – W = 2 – 1,2 = 0,8 кг/с.

 

3.2 Определение рабочего флегмового числа

Рис. 2. Диаграмма равновесия между паром и жидкостью в координатах

Y-X.

Из диаграммы получим 0,8 кмоль/кмоль смеси.

Нагрузки ректификационной колонны по пару и жидкости определяются рабочим флегмовым числом R; его оптимальное значение R_опт можно найти путем технико-экономического расчета. Ввиду отсутствия надежной методики оценки R_опт используют приближенные вычисления, основанные на определении коэффициента избытка флегмы (орошения): b = R/ R_min , где R_min — минимальное флегмовое число:

                                                      (1.3)

                                  

 

При этом коэффициент избытка флегмы будет равен:

                                    

Построение рабочих линий

Уравнения рабочих линий:

верхняя часть:    Y = [R/(R+1)]x + X_D / (R+1)

                        Y = 0,595x + 0,397

нижняя часть:     Y = [(R+f)/(R+1)]x – [(f – 1)/(R + 1)]X_W

                        Y= 1,607x – 0,059

                                f = F / D = 2,0/0,8 = 2,5

Определение объемов пара и жидкости, проходящих через колонну

Средний мольный состав жидкости

а) в верхней части колонны

                             кмоль/кмоль смеси    (4.1)

б) в нижней части колонны

                             кмоль/кмоль смеси (4.2)

Средние мольные массы жидкости

а) в верхней части колонны

       кг/кмоль (4.3)

б) в нижней части колонны

       кг/кмоль             (4.3)

Мольная масса исходной смеси

        кг/кмоль      (4.4)

Мольная масса дистиллята

        кг/кмоль      (4.5)

Мольная масса кубового остатка

        кг/кмоль (4.7)

Средние массовые расходы (нагрузки) по жидкости

а) в верхней части колонны

           кг/с                                       (4.8)

б) в нижней части колонны

         кг/с           (4.9)

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: