Полный расчет ректификационной колонны
=375.61 Па/м
=1093.32Па/м
2.3 Расчет высоты колонны
Определим коэффициент диффузии газа для нижней и верней части колонны по формуле:
,
где T – температура газа, К; p- давления газа, кгс/см2; MA,MB- мольные массы газов A и B;
vA,vB- мольный объемы газов А и В, определяемые, как сумма атомных объемов элементов, входящих в состав газа.
Пусть А – ацетон (МА=58 кг/кмоль);
В- четыреххлористый углерод (МВ=154кг/кмоль).
см3/атом
см3/атом
м2/с;
м2/с;
Определим коэффициент диффузии в разбавленных растворах для верхней и нижней части колонны:
,
где М – мольная масса растворителя;
v- мольный объем диффундирующего вещества;
T –температура, К;
- динамический коэффициент вязкости растворителя, мПа.с;
- параметр, учитывающий ассоциацию молекул растворителя (А=В=1).
Пусть А растворяется в В (В- растворитель):
м2/с;
м2/с.
Пусть В растворяется в А (А- растворитель):
м2/с;
м2/с.
Определим коэффициент диффузии смеси жидкостей для верхней и нижней части колонны по формуле:
м2/с;
м2/с.
По диаграмме «Равновесное состояние жидкости и пара» определяем коэффициенты распределения нижней и верхней частей колонны:
Через xн, xв определяем углы α и β соответственно (приложение 2).
Определяем число единиц переноса графическим методом интегрирования для нижней и верхней части колонны:
yw=xw=0.06
yD=xD=0.8
|
x |
y* |
y |
y*-y |
|
|
6.00 8.70 17.9 26.4 37.4 45.1 48.00 52.55 56.90 69.6 76.2 80.0 |
20.25 27.10 40.75 48.95 56.55 61.25 63.00 65.50 70.65 75.60 79.85 82.00 |
6.00 10.0 21.0 31.5 42.5 54.0 56.9 61.0 66.5 72.0 77.0 80.0 |
14.25 17.10 19.75 17.45 14.05 7.25 6.10 4.50 4.15 3.60 2.85 2.00 |
7.02 5.84 5.06 5.73 7.12 13.79 16.39 22.22 24.01 27.78 35.09 50.00 |
.102 
По данным таблицы строим график зависимости 
и определяем площадь под графиком с помощью метода трапеций для нижней и верхней части колонны, равную числу единиц переноса (приложение 4):
n0yн=3.029
n0yв=5.51
Определим высоту единиц переноса с помощью сведущих формул:
а) критерий Рейнольдса для пара и жидкости в верхней и нижней части колонны:
б) критерий Прандтля для пара и жидкости в верхней и нижней части колонны:
в) приведенная толщина жидкой пленки для верхней и нижней части колонны:
г) высота единиц переноса в газовой фазе для верхней и нижней части колонны:
м
м
д) высота единиц переноса в жидкой фазе для верхней и нижней части колонны:
м
м
Тогда высота единиц переноса равна:
м
м
Определим высоту слоя насадки по формуле:
