Абсцисса определяет положение первой тарелки на тепловой диаграмме и на изобарной кривой конденсации. Концентрация НКК в жидкости, стекающей с первой теоретической тарелки и находящейся в равновесии с парами дистиллята, определяется абсциссой точки 2, находящейся на изобарной кривой. Линия 2 – 1 отвечает ноде на изобарном графике. Точке 2 на изобарном графике соответствует точки 3 на энтальпийной диаграмме. Проведя рабочую линию через т. 3 и полюс, на пересечении этой линии с кривой энтальпии паров получим точку 4, которая определяет состав паров, поднимающихся со второй тарелки концентрационной части колонны. Построение ведем от тарелки к тарелке по направлению к зоне питания. Каждая нода соответствует одной теоретической тарелке. Построение заканчиваем тогда, когда какая-то рабочая линия пересечет на энтальпийной диаграмме ноду сырья.
Получаем в укрепляющей части колонны число теоретических тарелок:
Nт(укр) = 7.
Аналогичные построения проводим для отгонной части колонны. Построение начинаем с точки условно 1' с абсциссой .
Получаем в отгонной части колонны число теоретических тарелок:
Nт(отг) = 6.
Общее число теоретических тарелок:
Nт = Nт(укр) + Nт(отг) =7+6= 13.
Таким образом, общее число теоретических тарелок составляет:
Nт = 13.
Результаты
Составим таблицу 4 и диаграммы 1,2,3 по полученным данным по пункту 3.6:
Таблица 4 – Распределение температур и состав равновесных фаз для каждой теоретической тарелки по изобарным кривым.
№ тарелки | Температура °С | |||
94.8 | 0.930 | 0.980 | ||
95.5 | 0.855 | 0.945 | ||
99.4 | 0.750 | 0.898 | ||
103.2 | 0.600 | 0.805 | ||
107.2 | 0.470 | 0.695 | ||
110.0 | 0.385 | 0.595 | ||
111.6 | 0.325 | 0.530 | ||
113.0 | 0.275 | 0.515 | ||
114.6 | 0.235 | 0.400 | ||
116.4 | 0.190 | 0.340 | ||
118.6 | 0.140 | 0.275 | ||
121.4 | 0.080 | 0.200 | ||
123.8 | 0.029 | 0.105 | ||
Диаграмма 1- Состав равновесных фаз ( ) в теоретических тарелках.
Диаграмма 2- Состав равновесных фаз ( ) в теоретических тарелках.
Диаграмма 3- Значения температур в теоретических тарелках.
Расчет профиля концентраций и нагрузок по высоте колонны
Расчет флегмового и парового числа
Расчет флегмового Rn и парового Пn числа производиться по тепловой диаграмме как отношение отрезков для концентрационной и отгонной частей ректификационной колонны:
и ;
Для тарелки №1:
Для тарелки №7:
Для тарелки №8:
Для тарелки №13:
Полученные результаты введем в таблицу 5 и покажем в виде диаграмме.
Таблица 5. - Распределение флегмового и парового чисел по высоте колонны.
№ тарелки | Rn | № тарелки | Пn |
3.50 | 1.78 | ||
3.41 | 1.82 | ||
3.33 | 1.89 | ||
3.25 | 1.92 | ||
3.17 | 1.95 | ||
3.09 | 1.98 | ||
3.02 |
Диаграмма 4 - Зависимость флегмового и парового числа от числа тарелок.
Определим, удовлетворяет ли найденное нами флегмовое число в режиме рабочего орошения. Для этого нужно определить, лежит ли точка А с координатами (RРРО; NРРО) пределах рабочей области:
Режим минимального орошения: Nmin = 9; Rmin = 2.322;
Режим минимального орошения: Nраб = 13; Rраб = 3.135;
А |
Диаграмма 5 - Зависимость флегмового от числа тарелок.
Как видно из графика, заданный рабочий режим удовлетворяет рабочей области орошения ректификационной колонны.