Расчет двух ректификационных установок непрерывного действия для разделения смеси этилацетат – толуол
Рисунок 8 – Графическое определение общего числа единиц переноса в паровой фазе для верхней (укрепляющей) части колонны в интервале изменения состава пара от уF до уР и для нижней (исчерпывающей) – в интервале от от уW до уF.
По рисунку находим общее число единиц переноса в верхней 
и нижней 
частях колонны:
; 
.
Общую высоту единиц переноса 
определим по уравнению аддитивности:
(1.27)
где 
и 
- частные высоты единиц переноса соответственно в жидкой и паровой фазах;
- средний коэффициент распределения в условиях равновесия для соответствующей части колоны.
Отношение нагрузок по пару и жидкости G/L, кмоль/кмоль, равно:
для верхней части колонны
(1.28)
для нижней части колонны
(1.29)
где
(1.30)
Подставив численные значения, получим:
Высота единицы переноса в жидкой фазе
(1.31)
где 
- коэффициенты, определяемые по рисунку;
- критерий Прандтля для жидкости;
- высота слоя насадки одной секции, которая из условия прочности опорной решётки и нижних слоёв насадки, а также из условия равномерности распределения жидкости по насадке не должна превышать 3 м.
Высота единиц переноса в паровой фазе
(1.32)
где 
- коэффициент, определяемые по рисунку ;
- критерий Прандтля для пара;
- массовая плотность орошения, кг/(м2
с);
- диаметр колонны, м;
Поверхностное натяжение 
для верхней части колонны, принимаем поверхностное натяжение легколетучего компонента при температуре верха колонны, а поверхностное натяжение для нижней части колонны, принимаем поверхностное натяжение для тяжело кипящего компонента при температуре низа колонны.
Необходимо определить вязкость паров и коэффициенты диффузии в жидкой 
и паровой 
фазах. Вязкость паров для верхней части колонны:
(1.33)
где 
и 
- вязкость паров этилацетата и толуола при средней температуре верхней части колонны, [3 c.36], мПас;
Примечание: так как нет надёжных данных для определения вязкости паров этилацетата, поэтому берём вязкость паров для диэтилового эфира.
- средняя концентрация паров: 
Подставив, получим:
Аналогично расчётом для нижней части колонны находим 
(1.34)
Коэффициент диффузии в жидкости при средней температуре t (в 0С) равен:
(1.35)
Коэффициенты диффузии в жидкости 
при 20 0С можно вычислить по приближённой формуле:
(1.36)
где А, В – коэффициенты, зависящие от свойств растворённого вещества и растворителя;
- мольные объёмы компонентов в жидком состоянии при температуре кипения, см3/моль;
- вязкость жидкости при 20 0С, мПа∙с,[2 табл. V c.556].
Вычислим вязкость жидкости для верхней части колонны при температуре 20 0С:
Вычислим вязкость жидкости для нижней части колонны при температуре 20 0С:
Тогда коэффициент диффузии в жидкости для верхней части колонны при 20 0С равен:
Температурный коэффициент b определяют по формуле:
(1.37)
где и 
принимают при температуре 20 0С, [2 табл. V c.556 и 3 с.36].
Плотность жидкости при 20 0С в верхней и нижней частей колонны найдём по формуле:
Скачать реферат