ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет коэффициентов актипности из "Основные процессы и аппараты химической технологии" Цель расчета — определение составов дистиллята и кубового остатка. Повторяя расчет при различных значениях переменных, находят условия, при которых достигается подходящий состав продуктов разделения. [c.135] В результате такого расчета получают два варианта состава пара, выходящего с тарелки питания, Один состав получают при расчете снизу , от первой ступени, второй — при расчете сверху , от последней ступени. Из сопоставления этих составов можно судить о близости концентраций в дистилляте, используемых в данной итерации, тем концентрациям, которые являются решением системы уравнений (3.91) — (3.94). Расхождения в концентрациях фаз на тарелке питания, полученных при расчете снизу и сверху , позволяют оценить поправки, которые требуется ввести в состав дистиллята для следующей итерации. [c.135] Параметр 0 подбирают так, чтобы сумма концентраций в дистилляте равнялась единице. [c.135] Пример 20. Определить составы дистиллята и кубового остатка для процесса ректификации при нормальном давлении смеси, состав которой указан в примере 14, если колонна эквивалентна 27 теоретическим ступеням, расход дистиллята 0,5002 кмоль/кмоль исходной смеси, флегмовое число 2,65 и питание подается на 14-ю ступень в виде нагретой до температуры кипения жидкости. [c.135] Для других компонентов аналогичным образом найдем хщ/2 = 0,02, л 1 - 3 = 0,4804, 4 = 0,4993 мол, доли. [c.137] Расчет составов фаз в исчерпывающей части колонны, В соответствии со схемой процесса, показанной на рис, 3.6, состав жидкости, выходящей из первой ступени, должен совпадать с составом кубового остатка, а пар, выходящий с первой ступени, если рассматривать ее как теоретическую, должен находиться в равновесии с этой жидкостью. Следовательно, для определения состава пара, выходящего с первой ступени, нужно решить задачу на расчет парожидкостного равновесия, т. е. определить равновесный состав пара для жидкости известно о состава при заданном давлении. [c.137] В примере 15 была решена подобная задача при этом решение уравнения для определения температуры кипения (см. рис. 3.12) было выполнено методом Ньютона. [c.137] На практике расчет температур кипения нли конденсации часто выполняют другим /етодом, с помощью итерационной процедуры, показанной на рис. 3.17. Воспользуемся ею для решения данной задачи. Как и в примере 1.5, положим, что разделяемая смесь спиртов обра.з ует идеальные растворы, так что коэффициенты активности для все.х компонентов примем равными единице. [c.137] Концентрации других компонентов равны //, 2 = 0,0358 1/ ,з = 0,5447 1,4 = 0,4558 мол. доли. Следовательно, пар такого состава должен поступать с первой теоретической ступени на вторую. [c.138] Аналогичным образом для других компонентов найдем л 2,2 = 0,0314 л 2.з = 0,5156 Х2а — = 0,4523 мол. доли. [c.138] Повторял расчет несколько ряз, получим значенне И —0,Я432, при котором функция / равна пулю с точностью до четвертого знака. Используя это значение О, вычислим новое приближение для концентраций в дистилляте. Получим Хр = 0,4994 2 = 0,4794 х,,, = 0,020 3 Хр = = 0,0009 мол. доли. [c.141] Как видим, во 2-й итерации составы пара на тарелке питания согласуются значительно лучше, чем в 1-й, Сумма абсолютных величии расхождений концентраций составляет 0,0297. [c.141] что в данном случае приближений расчет ректификации по Джилиленду дал близкие к действительным результаты. [c.141] Рассмотренный метод расчета многокомпонентной ректификации основан на допущении постоянства мольных расходов пара и жидкости в каждой из частей полной ректификационной колонны. Для учета изменений в расходах фаз система уравнений (.3,91) — (.3.94) должна быть дополнена уравнениями тепловых балансов — из (.3,68) и (3.69). Расчет многокомпонентной ректификации с определением действительных расходов фаз в колонне применяют редко ввиду отсутствия в больщинстве случаев данных для достаточно точного расчета энтальпий. [c.142] Как и для идеальных систем, расчет парожидкостного равновесия сводится в основном к определению равновесной температуры, В данном случае требуется определить температуру кипения водного раствора, содержащего ацетон и метанол. Найдем ее с помощью алгоритма, приведенного на рис, 3,17, рассчитывая коэффициенты активности по уравнениям Вильсона. [c.142] Расчет коэффициентов активности. [c.143] Следовательно, 71=ехр (1,356) =3,88. Аналогичным образом находим коэффициенты активности метанола ( у 2=1,42) и воды (7з -1,09). [c.143] Для метанола уравнение (3.96) дает а2-=5,10. [c.143] Подставляя значения относительных летучестей и концентраций в эту зависимость, получим тз = 1/(17,0-0,1 +5.1 -0,1 +0.8) =0,332. [c.143] Этому значению коэффициента распределения соответствует давление насыщенного водяного пара Р з = ртз/7з = 760-0,332/1,09 = 231 мм рт. ст. [c.143] Вернуться к основной статье