Расчет ректификационной колонны для разделения бинарной смеси бензол–толуол
3.4 Расчет теплового баланса ректификационной колонны
Тепловой баланс колонны (без учета теплопотерь) включает:
статьи прихода - тепло вносимое сырьем и через кипятильник ,
Статьи расхода - тепло выносимое дистиллятом , остатком и через конденсатор
где - подвод тепла, - съем тепла.
Расходы сырья F, дистиллята D, остатка W, энтальпию сырья , дистиллята и остатка мы рассчитали выше.
Построим комбинированную диаграмму и по ней определим минимальный теплоподвод и теплосъем.
Отложим на координатной прямой X, Y значения и , а также координаты ноды по изобаре (рис.6). Из этих точек проведем вертикальные пунктирные прямые до пересечения с энтальпиями. Таким образом мы получим ноду . Продолжим эту ноду до пересечения с вертикальными линиями и , получим минимальный теплосъем Pmin(D) и минимальный теплоподвод Pmin(w).
Энтальпия остатка
Энтальпия дистиллята
Минимальный теплоподвод Pmin(W)=5049 ккал/кмоль
Минимальный теплосъем Pmin(D)=22107 ккал/кмоль
По диаграмме найдем:
- величину ккал/кмоль
- величину ккал/кмоль
По полученным данным рассчитаем и :
В режиме рабочего орошения флегмовое и паровое числа больше минимального в 1,1-1,35 раз. В соответствии с этим и больше в 1,1-1,35 раз. По условию задания имеем коэффициент избытка теплоподвода n=1,23, где
ккал/кмоль
Отложим на диаграмме отрезок и отметим точку P(D). Далее соединим полученную точку P(D) с точкой F и найдем точку P(W).
По диаграмме найдем
13077113,25=1480978,5 ккал/ч
Подставив известные данные в уравнение (40), проверим, с какой точностью сходится тепловой баланс:
Баланс сходится.
В результате расчета режимов минимального и рабочего орошения мы определили минимальный теплоподвод и теплосъем. По полученным данным построили главную рабочую линию на энтальпийной диаграмме, определили энтальпии сырья, дистиллята и остатка, а также составили тепловой баланс колонны, который сошелся.