Сбор и подготовка к транспорту природных газов, страница 45

Полный технологический расчет десорбера предполагает со­ставление материального и теплового баланса обеих частей ко­лонны, определение числа теоретических тарелок в них и основ­ных геометрических размеров аппара­та.

В общем виде материальный ба­ланс колонны описывается уравне­нием

F = R + D,        (111.36)

где F — количество сырья, поступаю­щее в колонну, кмоль/ч; R — количест­во ректификата, отводимого с низа колонны, кмоль/ч; D — количество ди­стиллята, отводимого с рефлюксной емкости, кмоль/ч.

На каждой тарелке колонны, бла­
годаря смешиванию потоков, имеющих
разные составы и температуры, про­
исходит перераспределение компонен­
тов между жидкой и паровой фазами.
При этом устанавливается равновесие
Рис. 15. Расчетная схема де- ^междУ концентрациями компонентов
сорбера                                            в паровой и жидкой фазах.

74

Флегма, стекающая к тарелке питания, называется горячим орошением концентрационной части колонны и обозначается через L [39].

На тарелке питания горячее орошение колонны L смешивается с жидкой частью сырья и образует орошение для лютерной части колонны

L = L + F_L,                                                (Ш.37>

где F_L — количество жидкой фазы в сырье на входе в колонну. Баланс концентрационной части колонны

V = L + D,                                              (111.38)

где V—количество паровой фазы, поднимающейся с тарелки пи­тания.

Баланс лютерной части колонны

I = R + V,                                              (Ш.39)

где V — количество паровой фазы, поднимающейся с лютерной части колонны.

При известных долях низкокипящего компонента в дистилляте и ректификате, составляя материальный баланс, можно найти ко­личество ректификата и дистиллята:

^X-^Y_t                                                                    (Ш.40)

^ЛЯ      * D

где X_F— молярная доля низкокипящего компонента в сырье; X_R — молярная концентрация низкокипящего компонента в рек­тификате; Yd—молярная концентрация низкокипящего компо­нента в дистилляте (четкость ректификации),

Пример 111.7. В колонну поступает насыщенный раствор, содержащий 40 %

метанола и 60 % воды.

Количество исходного сырья 923 кг/ч. Требуется определить состав и коли­чество ректификата и дистиллята при Yd=90 %, Хя = 0,02 %.

Решение. 1. Определяется молярный состав сырья.

Количество метанола в сырье

<5_М=923 • 0,4^=369,2 кг/ч. Число молей метанола в сырье

_Ям =-Ё^=11,5375 м/ч.

Количество воды в сырье

G_B = 923-369,2 = 553,8 кг/ч.

Число молей воды в сырье

553,8

75

Число молей ректификата

R = F — D= 42,3042 — 13,8126 = 28,4916.

4. Зная количество и состав ректификата и дистиллята, составляется полный материальный баланс десорбера.

Результаты расчета приведены в табл. 33.

Таблица 33

Материальный баланс десорбера