Найдём плотности жидкости , и пара , в верхних и нижних частях колонны, при средних температурах в них .

Средние температуры паров определим по диаграмме по средним составам фаз:

tв=73,6 оС tн=88,1 оС [приложение А Диаграмма 1].

Тогда

(1.18)

(1.19)

Отсюда получим:

Плотность физических смесей жидкостей подчиняется закону аддитивности:

(1.20)

где - объёмная доля компонента в смеси;

, - плотности компонентов, при средней температуре жидкости вверху и внизу колонны, кг/м3.

Произведём пересчёт из мольных долей в объёмные доли для этилацетата вверху колонны:

(1.21)

где - мольная доля этилацетата в дистилляте;

,,, - плотности и мольные массы этилацетата и толуола при 20 0С соответственно,[3 c.36]

Произведём пересчёт из мольных долей в объёмные доли для этилацетата в кубовой части колонны:

где - мольная доля этилацетата в кубовой части колонны;

,,, - плотности и мольные массы этилацетата и толуола при 20 0С соответственно, [3 c.36].

Подставим в уравнение (1.20), получим:

Вязкость жидких смесей находим по уравнению:

(1.22)

где и - вязкости жидких этилацетата и толуола при температуре смеси, Па∙с

[2 рис. V c. 556].

Предельная скорость паров в верхней части колонны :

Предельная скорость паров в нижней части колонны :

Примем рабочую скорость на 30% ниже предельной:

Диаметр колонны ректификационной колонны определим из уравнения расхода:

(1.23)

Отсюда диаметр верхней и нижней части колонны равны соответственно:

Рационально принять стандартный диаметр обечайки [1 разд. 5.1.4 с. 197], одинаковым для обеих частей колонны. При этом действительные рабочие скорости паров в колонне равны:

что составляет соответственно 43% и 34% от предельных скоростей.

1.3 Высота насадки

Высоту насадки Н определяют по модифицированному уравнению массопередачи:

(1.24)

где - общее число единиц переноса по паровой фазе;

- общая высота единицы переноса, м.

Общее число единиц переноса вычисляют по уравнения:

(1.25)

Решим этот интеграл методом графического интегрирования:

(1.26)

где S – площадь, ограниченная кривой, ординатами и осью абсцисс рис. 8; Мх, Мy – масштабы осей координат.

Данные для графического изображения функции приведены ниже: