3. Розрахунок колони
3.1 Матеріальний баланс
Знайдемо масові витрати дистиляту і кубового залишку, вирішивши систему рівнянь:
де GF. GD. GW - відповідно масова витрата харчування. дистиляту, кубового залишку, кг / с;
ХF. XD. XW - концентрація бензолу в масових частках витрат харчування, дистиляту і кубового залишку відповідно.
Висловимо концентрації харчування, дистиляту і кубового залишку в мольних частках:
де x - концентрація в мольних частках;
X - концентрація в масових частках;
Мб - молярна маса бензолу, кг / моль;
Мт - молярна маса толуолу, кг / моль;
Знайдемо відносний молярний витрата харчування:
де F - відносний молярний витрата харчування;
ХF. хD. хW - концентрація бензолу в мольних частках витрат харчування, дистиляту і кубового залишку відповідно;
На графіку 1 визначимо по Мольн концентрацій рідини рівноважні концентрації пара бензолу:
Обчислимо мінімальне число флегми за такою формулою:
де Rmin - мінімальне число флегми;
ХF. хD - концентрація в суміші бензолу в мольних частках витрат харчування, дистиляту відповідно;
yF *. -равновесная концентрація в парі бензолу в мольних частках;
Робоча флегмовое число знайдемо за такою формулою:
де R - число флегми;
b - коефіцієнт надлишку флегми;
Переймаючись коефіцієнтом надлишку флегми, знайдемо робоче число флегми, за допомогою якого побудуємо робочі лінії для зміцнює і вичерпної частини колони за такими формулами:
Графічно визначаємо число теоретичних ступенів (N) - графік 1.
Щоб визначити оптимальне флегмовое число на графіку 2 побудуємо залежність N (R + 1) = f (R). де точка мінімуму цієї кривої вкаже на Rопт.
Результати обчислень при знаходженні флегмового числа представимо в таблиці 1: