Расчет колонны для стабилизации бензина по методу ключевых компонентов (ректификационная колонна с диаметром 0,2 м и 84 клапанными тарелками), страница 9

При 130 °C

Расчет констант равновесия и значения Σ(y_i/k_i) представлен в таблице 3.4.2.

Таблица 3.4.2 - Расчет значения Σ(y_i/k_i) при 130 °C

Компонент	Моль. доля	Tср, К	f(T0)	рi, Па	ki	yi/ ki
до 28 28 - 50 50 - 65 65 - 80 80 - 95 95 - 110	0,12 0,18 0,15 0,17 0,19 0,19	287 312 330.5 345.5 360.5 375,5	8,712 7,588 6,887 6,386 5,936 5,531	1478076,9 886584,7 592756,3 421394,3 295578,7 240768,9	3,695 2,216 1,482 1,053 0,739 0,602	0,033 0,081 0,101 0,161 0,257 0,316
						0,949

Таким образом, при 100 °C Σ(y_i/k_i) = 2,045; при 130 °C Σ(y_i/k_i) = 0,949. Построим прямую по двум точкам с координатами (100; 2,045) и (130; 0,949) и найдем значение температуры при Σ(y_i/k_i) = 1. На рисунке 3.4.1 представлена эта прямая.

Рисунок 3.4.1 - Зависимость между температурой и Σ(y_i/k_i)

По графику определяем, что температура верха колонны t_D = 128,5 °C.

Для определения температуры низа колонны зададимся двумя значениями температуры 300 °C и 320 °C.

При  °C

Расчет констант равновесия и значения Σ(x_i·k_i) представлен в таблице 3.4.3.

Таблица 3.4.3 - Расчет значения Σ(x_i·k_i) при 300 °C

Компонент	Моль. доля	Tср, К	f(T0)	рi, Па	ki	xi · ki
80 - 95 95 - 110 110 - 125 115 - 140 140 +	0,002 0,025 0,053 0,060 0,860	360,5 375,5 390,5 405,5 613	5,936 5,531 5,164 4,832 2,222	3344238,8 2755877,2 2253874,4 1829181,1 43504,1	8,361 6,890 5,635 4,573 0,109	0,017 0,172 0,299 0,274 0,094
						0,856

При 320 °C

Расчет констант равновесия и значения Σ(x_i·k_i) представлен в таблице 3.4.4.

Таблица 3.4.4 - Расчет значения Σ(x_i·k_i) при 320 °C

Компонент	Моль. доля	Tср, К	f(T0)	рi, Па	ki	xi · ki
80 - 95 95 - 110 110 - 125 115 - 140 140 +	0,002 0,025 0,053 0,060 0,860	360,5 375,5 390,5 405,5 613	5,936 5,531 5,164 4,832 2,222	3977643,5 3319677,5 2750963,3 2263310,0 67309,5	9,944 8,299 6,877 5,658 0,168	0,020 0,207 0,364 0,339 0,144
						1,076

Таким образом, при 300 °C Σ(x_i·k_i)  =0,856; при 320 °C Σ(x_i·k_i) =1,076. Построим прямую по двум точкам с координатами (300; 0,856) и (320; 1,076) и найдем значение температуры при Σ(x_i·k_i) = 1. На рисунке 3.4.2 представлена эта прямая.

Рисунок 3.4.2 - Зависимость между температурой и Σ(x_i·k_i)

По графику определяем, что температура низа колонны t_W = 313,1 °C.

3.5 Тепловой баланс процесса

Определим теплофизические свойства потоков в колонне. Энтальпия жидкости определяется по уравнению

где Н_ж - энтальпия жидкости, кДж/кг;

t - температура жидкости, °C;

  - плотность жидкости.

Энтальпия паров определяется по уравнению

где Н_п - энтальпия паров, кДж/кг;

t - температура паров, °C;

 - плотность паров.

Плотности дистиллята и остатка определим по графикам их зависимости от средних температур фракций, входящих в их состав. На рисунках 3.5.1 и 3.5.2  представлены графики зависимости плотности от средних температур фракций дистиллята и остатка соответственно.

Рисунок 3.5.1 - График зависимости плотности от средних температур фракций дистиллята