Расчет колонны. Расчет массовых расходов дистиллята и кубового остатка, страница 7

        c_D, c_W, c_F – удельные теплоемкости жидкости, взятые при температурах t_D, t_W, t_F соответственно (температуры определены по t – x,y  диаграмме), °С;

        Q_пот – тепловые потери в размере 3%, Вт.

При соответствующих температурах в справочных данных найдем теплоемкости бензола и толуола и вычислим теплоемкости смеси, /4, стр 562/ и затем вычислим теплоемкость смеси по следующей формуле:

,                                                                                (3.7.4)

где с – теплоемкость смеси, Дж/(кг*К);

Х_б – массовая доля бензола в смеси;

с_б, с_т – удельные теплоемкости соответственно бензола и толуола, Дж/(кг*К);

 t_F = 95,6 °C                   с_б = 0,482  ккал/(кг*°C)          

                                         с_т = 0,443  ккал/(кг*°C)

t_D = 81,7 °C                      с_б = 0,467  ккал/(кг*°C)

                                          с_т = 0,435  ккал/(кг*°C)

t_W = 109,5 °C                      с_б = 0,499  ккал/(кг*°C)

                                            с_т = 0,450  ккал/(кг*°C)

Q_к = 1,03*(1853888 + 1,13*1946,2*81,7 + 2,87*1886,5*109,5 – 4*1899,7*95,6) = 1938864

Расход теплоты в паровом подогревателе исходной смеси:

,                                                                     (3.7.5)

где Q` – расход теплоты в паровом подогревателе, Вт;

G_F – массовый расход  питания, кг/с;

       c`_F – удельная теплоемкость жидкости, взятая при средней температуре, °С;

       Q_пот – тепловые потери в размере 5%, Вт;

       t_нач, t_F – температура до и при подаче питания в колонну, °С;

Среднюю температуру в подогревателе найдем как среднее между начальной и конечной температурой:

t_F = 56,8 °C                       с_б = 0,439  ккал/(кг*°C)          

                                          с_т = 0,419  ккал/(кг*°C)

Расход теплоты в водяном холодильнике дистиллята:

,                                                                                 (3.7.6)

где Q`` – расход теплоты в водяном холодильнике дистиллята, Вт;

G_D – массовый расход  дистиллята, кг/с;

       c`_D – удельная теплоемкость жидкости, взятая при средней температуре, °С;

       t_кон, t_D – температура после и до охлаждения дистиллята, °С;

Среднюю температуру в водяном холодильнике дистиллята найдем как среднее между начальной и конечной температурой:

t_D = 53,35 °C                      с_б = 0,434  ккал/(кг*°C)          

                                            с_т = 0,417  ккал/(кг*°C)

Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка:

,                                                                              (3.7.7)

где Q``` – расход теплоты в водяном холодильнике кубового остатка, Вт;

G_W – массовый расход  кубового остатка, кг/с;

       c`_W – удельная теплоемкость жидкости, взятая при средней температуре, °С;

       t_кон, t_W – температура после и до охлаждения кубового остатка, °С.

Среднюю температуру в водяном холодильнике кубового остатка найдем как среднее между начальной и конечной температурой:

t_W = 67,25 °C                      с_б = 0,452  ккал/(кг*°C)          

                                            с_т = 0,426  ккал/(кг*°C)

Расход греющего пара, имеющего давление р_абс = 4,5 кгс/см², учитывая 5 % влажность:

в кубе-испарителе:

,                                                                                                   (3.7.8)

где G_{г. п} – массовый расход  пара на подогрев смеси, кг/с;

 r_г.п. – удельная теплота конденсации греющего пара, Дж/кг

       r_г.п. = 2129 кДж/кг ,        /4, стр 549/.

в подогревателе исходной смеси:

Общий расход пара:  G = 1,25  кг/с.

Расход охлаждающей воды при нагреве её на 20 °С:

в дефлегматоре:

,                                                                      (3.7.9)

где V_воды – объемный расход воды, м³/с;

с_в – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг*К);

      r_в – плотность воды, кг/м³;

t_кон, t_нач – температура после и до теплообмена, °С

В водяном холодильнике дистиллята:

,                                                                 (3.7.10)

В водяном холодильнике кубового остатка:

,                                                              (3.7.11)

Общий расход охлаждающей воды:   V = 0,02856 м³/с.