Таблица 8. Равновесие системы метанол-вода

			Р
0	0.0	100	760 мм рт. ст.
10	41.8	87.7
20	57.9	81.7
30	66.5	78.0
40	72.9	75.3
50	77.9	73.1
60	82.5	71.2
70	87.0	69.3
80	91.5	67.5
90	95.8	66.0
100	100.0	64.5

По данным таблицы 8 строится диаграмма равновесия (рис.165) и изобара равновесия (рис. 166).

На ось абсцисс наносятся точки: .

Из диаграммы рис.165 определяется или 0,675 (доли).

На изобаре рис.166 определяются температуры:

Рис.165. Диаграмма равновесия системы метанол-вода.

Рис.166. Изобара равновесия системы метанол-вода.

Массовые доли метанола

Аналогично

Теплоёмкость исходной смеси

Плотность пара метанола при

Плотность пара воды при

Параметры греющего пара при Ргр.=0.2 МПа (2 ата):

РАСЧЁТЫ

Материальный баланс.

Молярные расходы:

Массовые расходы:

Флегмовое число.

Минимальное флегмовое число

Для определения оптимального флегмового числа на отрезке диаграммы равновесия (рис.165) намечаем ряд точек: а…д.

Например, точку ''г'' соединяем с точкой 1 и линию продолжаем дальше для определения отрезка ''В'' на оси ординат. Зная величину отрезка ''В'', определяем флегмовое число. Далее точку ''г'' соединяем с точкой 2. Между линиями (1-''г'' и ''г''-2) и кривой равновесия определяем число теоретических ступеней изменения концентраций. Аналогичные построения проводятся для других точек. Результаты сводятся в таблицу 9.

Примечание: для точки ''г'' на рис.165 получается 12-13 ступеней, но при более точном построении (крупный масштаб, миллиметровка) получается 15 ступеней.

Таблица 9. К определению оптимального флегмового числа.

Точки	''а''	''б''	''в''	''г''	''д''
Отрезок ''В''	0.42	0.275	0.36	0.48	0.39
	2.32	3.55	2.71	2.03	2.5
R	1.32	2.55	1.71	1.03	1.5
	11	8	10	15	10
	25.52	28.4	27.1	30.45	25

Данные таблицы 9 представлены на рис.167, где по минимуму функции оптимизации определяется оптимальное флегмовое число .

Коэффициент избытка флегмы

Рис.167. Графическое определение оптимального флегмового числа.

Высота колонны.

Для оптимального флегмового числа определяем отрезок ''В''

Отрезок ''В'' наносим на диаграмму У-Х и строим линии рабочих концентраций 1-3-2, как это показано на рис.168.

Рис.168. Диаграмма У-Х для оптимального флегмового числа.

Построением ступенчатой ломаной линии между кривой равновесия и линиями рабочих концентраций 1-3-2 определяется число теоретических ступеней. Для верхней части колонны =7.

Для нижней части колонны =4.

Для всей колонны =7+4=11.

Принимаем колпачковую тарелку. КПД колпачковой тарелки можно определить по формуле (И.А. Александров. Ректификационные и абсорбционные аппараты, 1971, с.102, ф. II-266)

По этой формуле КПД тарелки в данном случае составит 0.6. На основе опытных данных принимаем КПД тарелки равным 0.5. Тогда число действительных тарелок для верхней и нижней части колонны и общее составит: