Ректификационная колонна с колпачковыми тарелками для разделения смеси этанол – вода

Скорость пара в колонне

Скорость пара в верхней части колонны
_
где С = 700 – при расстоянии между тарелками 400 мм [4c. 31]
w_пв = 0,84710^-4700[(748 – 1,98)/1,98]^1/2 = 1,15 м/с

Скорость пара в нижней части колонны

w_пн = 0,84710^-4700[(742 – 1,74)/1,74]^1/2 = 1,22 м/с

4.3. Диаметр колонны:

верхней части
= [1,51/(1,980,7851,15)]^1/2 = 0,91 м
нижней части
= [1,36/(1,740,7851,22)]^1/2 = 0,86 м
Принимаем диаметр колонны 800 мм, тогда действительная скорость пара составит:
w_пв = 1,15(0,91/0,8)² = 1,48 м/с
w_пн = 1,22(0,86/0,8)² = 1,41 м/с

4.4. Характеристика тарелки

Принимаем тарелки типа ТС (ОСТ 26-01-108-85) [4c.138]:
Диаметр тарелки – 800 мм;
Свободное сечение колонны – 0,51 м²;
Периметр слива – 0,570 м;
Сечение перелива – 0,016 м²;
Свободное сечение тарелки – 0,51 м²;
Относительная площадь перелива – 4,1%;
Масса – 21,0 кг

4. Р
   асчет числа тарелок

Рис. 5 Определение теоретического числа тарелок.

1. Число теоретических тарелок

Графическим методом находим общее число теоретических тарелок
n_т = 11,
нижняя часть – 4
верхняя часть – 7.

2. Средний к.п.д. тарелки

Вязкость жидкости на питающей тарелке:
ln = хln_A + (1 – x)ln_B
где _А = 0,22 мПас – вязкость ацетона [1c. 512]
_В = 0,55 мПас – вязкость этанола [1c. 512]
ln_ж = 0,254ln0,22 + (1 – 0,254)ln0,55
откуда  = 0,44 мПас

Коэффициент относительной летучести:

 = Р_А/Р_В =1050/480 = 2,2
где Р_А =1050 - давление насыщенного пара ацетона [1c.565],
Р_В = 480 мм рт.ст. - давление насыщенного пара этанола
Произведение  = 2,20,44 = 0,96
По произведению  = 0,96 находим к.п.д. тарелки =0,49 [1c323], тогда число тарелок в верхней части колонны:
n_в = 7/0,49 = 14
в нижней части колонны:
n_н = 4/0,49 = 8