P1070682

Jednym z punktów, przez który przebiega linia e, jest punkt o współrzędnych (x_P, y — x_P).

a) Surówka dopływa do kolumny w temperaturze 30°C. Położenie górnej linii operacyjnej nie ulegnie zmianie. Aby wyznaczyć przebieg dolnej linii operacyjnej, należy wyznaczyć wartość liczby e.

■    J

Ciepło parowania benzenu r_a = 30 900    •

J

Ciepło parowania toluenu r_b — 33200 —-•

*>* i^m° I

mol • K J

Ciepło właściwe toluenu c_b — 170-jTv"’

Molowe ciepło parowania surówki:

/> = r_mx_P + r_b (1 — Xf) — 30 900 • 0,491 + 33 200 • 0,509 = 32 050 jgj Molowe ciepło właściwe surówki:

c_P ~c.x_P + c_b (1 — x,) = 137 • 0,491 + 170 • 0,509 = 1S3,7h|m

Ciepło właściwe benzenu c_a = f271

mol - K

Entalpia surówki w temperaturze t_r — 30°C:

i, = _t, c_r = 30 • 153,7 = 4610 —r-

mol

Entalpia surówki w temperaturze wrzenia:

i = t c_F \

t p 92,5°C — temperatura wrzenia surówki odczytana z wykresu t — x, y dla układu benzen—toluen;

i = 92,5* 153,7 = 14 210 — mol

1,3.

r — i_F re + i — ir 32050+ 14210 — 4610 ^e = r ~ r *    32050

Współczynnik kierunkowy linii e:

Ig -r=r“w^T^=4>M-

0 491

11 4,3 3x — ggggj = 4,33 x—1,635:

0 491

Wygodniej jest wyznaczyć przebieg linii e z jej równania: y ='^33x— -j-1—- — 4,33x —

— 1,635,przyjmując i £ 0, otrzymuje się x=    0,38. W punkcie tym linia e przecina

4,33

oś odciętych. Wykreśla się linię c, dolną linię operacyjną (łącząc punkty przecięcia się linii e z górną linią operacyjną z punkiem x*r, y ■= x*r) i znajduje się graficznie liczbę półek teoretycznych. Otrzymuje się 9 półek (rys. 9.8); półką zasilaną jest 5 półka od góry.

b) Surówka dopływa do kolumny w temperaturze wrzenia. Ponieważ dla tego przy: padku / = />, więc e = 1, a nachylenie linii e można wyrazić:

Czyli linia e jest prostopadła do osi x-ów, a więc jest przedłużeniem prostopadłej wystar wioncj z x_P. Łącząc punkt przecięcia się linii e z linią operacyjną górną z punktem (x_w, x^y otrzymuje się dolną linię operacyjną.

Liczbę półek teoretycznych wyznacza się graficznie, kreśląc linie schodkowe między krzywą równowagi a linią operacyjną górną, a następnie dolną (rys. 9.7). Otrzymuje się prawie 10 półek teoretycznych. Półką zasilaną jest półka 5 od góry.

c)    Surówka dopływa do kolumny jako mieszanina pary i cieczy. Górna linia operacyjna przebiega bez zmiany. Ponieważ 3/4 surówki dopływa do kolumny w postaci pary nasyconej, a 1/4 w postaci cieczy wrzącej, więc z definicji liczby e wynika, że

1

-—r 4

^c =-- 0,25,

r

*** ⁼ oj~r= -°'³³³>

lub z równania linii e dla tego przypadku:

0.491

y = — 0,333 *—₀25JTj W — 0,333 x + 0,655:

kładąc x = 0, otrzymuje się y — 0,655. W punkcie tym linia e przecina oś rzędnych (rys. 9.8).

Wykreśla się linię e, dolną linię operacyjną (jak w punkcie a) i wyznacza liczbę półek teoretycznych. Otrzymuje się nieco ponad 10 półek. Półka zasilana jest 6 półką od góry.

d)    Surówka dopływa do kolumny jako para nasycona sucha. Górna prosta operacyjna pozostaje bez zmiany.

r

równanie linii e:

y = x_F — 0,491,

tg <p *» 0.

Linia e jest równoległa do osi ódciętych (rys. 9.7). Prowadząc dolną linię operacyjną jak w poprzednich przypadkach, można wyznaczyć liczbę półek teoretycznych. Otrzymuje się 11 półek. Półką zasilaną jest półka 7 od góry.

Zestawienie otrzymanych wyników podaje tabela 9.2.

313