P1070688 (2)

■■■

Przeliczając surówkę z kg na mole otrzymuje się:

1500

^^Ó^S-^1+0,092.0,79 = ^{16850 moU}-| 16850

ln —— = 226, skąd L_% = 13 400 moli.

Ilość moli destylatu D — L_t — L₂ = 16 850 — 13 400 = 3450. Średni skład destylatu oblicza, się ze wzoru (9.23):

L. xf—L₂xw 16850 • 0,21 —13400 ■ 0,06    .__. .

gs| — ¹    -=-=-----    -- 0,763 uł. mol. benzenu.

** L_x-L*    3450

Do obliczenia ilości ciepła koniecznego do prowadzenia procesu korzysta się ze wzoru (9.25):

Q_t = Wcw tw —L_t Cf/f + Z) (Cd to + ri>) + DR td + Q*-

Ale w zadaniu tym W = L₂ — 13400 oraz F — L_x = 168 500; Q_a — pomija się.

J

Cw = 137 • 0,06 + 170 • 0,94 = 168,2 -r—rr.

.    mol • K

J

e, = 137 • 0,21 + 170 • 0,79 = 163,0-r—rr,

mol • K.

J

c_D = 137 - 0,793 + 170 • 0,207 = 144,0-riT»

mol * K

r» = 30900 * 0,793 + 33 200 - 0,207 = 31 380-:*

mol

Z wykresu równowagi izobarycznęj t == f{x, y) odczytuje się temperaturę wrzenia ceczy o składzie odpowiadającym składowi destylatu t_D = 84,5°C, surówki t_F — 101,7 °C oraz cieczy wyczerpanej t_w = 108°C. Podstawiając dane do wzoru na (2i otrzymuje się:

0! p 13 400 • 168,2 *108 — 16 850 • 1630 • 101,7 + 3450 (144,0 • 84,5 + 31 380) + + 3450 • 5 ■ 31 380 - 658 000 000 J.

Przykład 9.5. Obliczyć sprawność n-tej półki rzeczywistej w kolumnie rektyfikacyjnej służącej do rozdziału układu kwas octowy — bezwodnik kwasu octowego. Skład pary dopływającej na daną półkę z półki niższej y_H+l = 0,4 uł. mol. kwasu octowego, przeciętny pary odpływającej z danej półki y„ = 0,58 uł. mol. kwasu octowego. Skład cieczy opuszczającej daną półkę x* = 0,4. Kolumna pracuje przy całkowitym powrocie.

Rozwiązanie. Dane równowagowe dla danego układu przedstawiają się następująco:

Tabela 9.8

X	5	10	20	30	40	50	60	70	80	90	95
y	IW	21,9	m	55,7	. mi	im	81	85,5	90,4	95	97,5

Na podstawie tych danych sporządza się wykres krzywej równowagi w n1rłaH7i* x — y (rys. 9.15).

Do obliczenia sprawności pojedynczej półki rzeczywistej korzysta się ze wzoru (9.28):

y*+i

y* —y»+1

Skład pary będącej w równowadze fizykochemicznej z cieczą na półce n-tej odczytuje się z wykresu, wystawiając z punktu odpowiadającego składowi cieczy na półce (x_a) prostopadłą do osi odciętych i rzutując otrzymany punkt (M) na oś rzędnych. Dla warunków zadania y* — 0,665. Podstawiając dane liczbowe do wzoru, otrzymuje się:

P y«—y*+i    0,58 — 0,4    0,18

y*—y„₊₁    0,665 — 0,4    0,265    ’

- Przykład 9.6. W kolumnie rektyfikacyjnej o działaniu ciągłym poddajemy rozdziałowi układ dwuskładnikowy octan etylu—kwas octowy. Surówka dopływa w temperaturze wrzenia i zawiera x_F — 92% mol. octanu etylu. Należy obliczyć teoretyczną liczbę półek konieczną do otrzymania destylatu o zawartości x_D = 99,89% mol. octanu etylu i cieczy wyczerpanej o zawartości octanu etylu — 0,136% mol. Liczbę powrotu przyjąć R — 2 R_mKolumna pracuje pod ciśnieniem atmosferycznym. Ohliczyć rzeczywistą liczbę półek, jeżeli sprawność E_m = 0,7.

Rozwiązanie.

1) Sporządzenie wykresu krzywej lównowagi. Z tablic znajduje się prężność par czystych składników w zależności od temperatury i na podstawie tych danych oblicza odpowiednie wartości x i y ze wzorów:\