Уравнение рабочей линии для нижней части колонны

(1) – мат.баланс всей колонны.

(2) – мат.баланс по НКК.

Из уравнений следует, что масса флегмы g равна сумме масс остатка W и паров G, а масса НКК во флегме равна массе НКК в остатке и парах. Подставив уравнение (1) в (2) получим:

(3);

Разделим урав (3) на W и пусть

- уравнение рабочей линии. Устанавливает зависимость между концентрациями встречных потоков пара и жидкости в произвольном сечении колонны. П – паровое число.

В ыявим характерные точки, через которые проходит рабочая линия: - т.W. Положение этой точки не зависит от потока флегмы и паров.

- т.С. Положении этой точки зависит от П. При ↑П → т.С перемещается вправо, при П→ → РЛ сольется с ОА.

Любая точка на КРФ (т.Е) связывает состав жидкости , стекающей с n-тарелки и равновесный пар , покидающий тарелку. Рабочая линия связывает неравновесные жидкую и паровую фазы и каждая точка на РЛ (т.E’) характеризует жидкость , стекающей на данную n-тарелку и пар , поднимающийся с данной тарелки.

Внутреннее и внешнее флегмовое число

1) Это отношение масс потоков флегмы и паров:

Используется для того, чтобы привести уравнение рабочей линии для верхней и нижней части колонны к общему виду.

Рассмотрим верхнюю часть колонны:

- общий вид уравнения для верхней части колонны. Т.к G g → Ф 1.

Рассмотрим нижнюю часть колонны:

- общий вид уравнения для нижней части колонны. Т.к g G → Ф 1.

При Ф=1 – режим с бесконечными флегмовым и паровым числом.

2) Связь между Ф и R:

Тепловой баланс колонны

При проведении процесса ректификации происходит обмен тепловой энергией между контактирующими паровой и жидкой фазами.

- тепловой баланс колонны

, где - тепло, вносимое сырьем; - тепло, подводимое в низ колонны через

кипятильник.

, где - тепло, отводимое из колонны парами ректификата; - тепло,

отводимое из колонны жидким остатком; - тепло, отнимаемое пото-

ком хладагента на верху колонны для образования флегмы.

=

=

=

- тепловой баланс колонны.

→

- тепловой баланс.

-уравнение прямой, проходящей через 3 т-ки:

, - приведенная энтальпия остатка.

, - приведенная энтальпия ректификата.

При заданном составе ректификата ордината точки Р зависит от тепла , отводимого на верху колонны. При ↑ →Р= , а при ↓ →Р= .

При заданном составе остатка ордината точки P’ зависит от тепла , подводимого в низ колонны.

При ↑ →P’= , а при ↓ →P’= .

т.F определяется составом сырья и его энтальпией, но всегда лежит на PP’.