Курсовая работа по курсу «Процессы и аппараты химической технологии»

Материальный баланс
Производительность колонны по дистилляту Р и кубовому остатку W определим из
уравнений материального баланса колонны:

Отсюда находим:

Для дальнейших расчетов выразим концентрации питания, дистиллята и кубового остатка в мольных долях [2, табл. 6.2]:

Питание:

Дистиллят:

Кубовый остаток:

F=P=W P+W=5900

Fxf=Px+Wxw 0.95Р+0.021W=5900·0.3

P=5900-W
0.95·(5900-W)+0.021=5900·0.3

W=1.146 кг/с
P=5900 - 4128
P=1772 кг/ч=0.492 кг/с
F=1.638кг/с

Найдем минимальное флегмовое число

Rmin=(yp-y*f)/(y*f-xf)
Xf xp-мольные доли легко летучего компонента соот-но в исходной смеси и дитилята кмоль/кмоль.

Xf=(x`f/Mб)/(xf/Mб+(1-xf)/Mт)

Мб=78кг/моль
Мт=92кг/моль

Мб-Мт-мольные массы бензола и толуола.

Xf=(0.3/78)/(0.3/78+(1-0.3)/92)=0.335кмоль/кмоль

Xp=(X`p/Мб)/(Xp/Mб+(1-0.3)/92)=(0.9/78)/(0.9/78+(1-0.3)/92)=0.601кмоль/кмоль.

Хw=(0.021/78)/(0.021/78+(1-0.021)/92)=0.0247кмоль/кмоль.

Yp=0/98 Yf=0.53 Yw=0.05

Yf=(Y`f/Mб)/(Y`f/Mб+(1-Y`f)/Mт=(0.5/78)/(0.5/78+(1-0.5)/92)=(1/156)/(1/156+0.5/92)=0.5412кмоль/кмоль.

Y`f=(0.53/78)/(0.53/78+(1-0.53)/92=0.5

Rmin=(0.601-0.5)/(0.5+0.335)=0.6121

R=0.8

Средние массовые расходы по жизни для верхней и нижней части колонны определяют по формуле

Lв=PRMб/Мр

Lн=PRMн/Мр+FMн/Мf

Mp-vjkmyfz ljkz lbcnbkznf

Mf-мольная масса исходной смеси

Мв и Мн-средние мольные массы в верхнем и нижнем частях колоны

Мв=МбХср.в+Мт(1-Хср.в)
Мн=МбХср.н+Мт(1-Хср.н)

Хср.в=(Хр+Хf)/2=(0.601+0.335)/2=0.468кмоль/кмоль

Хср.н=(Хf+Xw)/2=(0.335+0.0247)/2=0.17985кмоль/кмоль
Мб=78кг/кмоль
Мт=92кг/кмоль

Мв=78*0.468+92(1-0.468)=36.504+48.944=85.448

Мн=78*0.1798+92(1-0.1798)=14.0244+75.458=89.4828

Мольная масса исходной смеси

Мf=MбХf+Mт(1-Хf)
Mf=78*0.335+92(1-0.335)=26.13+61.18=87.31
Lв=(0.492*0.81*89.4828)/78+1.64*89.4828/87.31=2.0848кг/с

Средние массовые потоки пара в верхней Gв и нижней Gн частях колонны соответственно.

Gв=P(R+1)M`в/Mp
Gн=P(R+1)M`н/Мp

M`в=МбYср.в+Мт(1-Yср.в)

М`н=МбYср.н+Мт(1-Yср.н)

Здесь М`в и M`н-средние мольные массы паров в верхней и нижней частях колонны:

Где:
Уср.в=(Ур+Уf)/2=(0.98+0.5)/2=0.74кмоль/кмоль

Уср.н=(Уf+Уw)/2=(0.5+0.05)/2=0.275кмоль/кмоль

М`в=78*0.74+92(1-0.74)=57.72+23.92=81.64
М`н=78*0.275+92(1-0.275)=21.45+66.7=88.15

G`в=0/492(0.81+1)*57.72/78=0.89*0.74=0.65898ru/c

G`н=0.492(0.81+1)*88.15/78=1.006кг/с.