Методы разделения азеотропных смесей

QF + QЭА + Qкип1СК + Qкип2СК = QD + QW1 + QW2 + Qконд1 (3.1)

где QF = F*CF*TF – количество тепла, поступающее с потоком исходной смеси;

QЭА = РЭА*СЭА*ТЭА – количество тепла, поступающее в колонну с потоком экстрактивного агента;

QD = D*CD*TD – количество тепла, отводимое с потоком дистиллята основной колонны;

QW1 = W1*CW1*TW1 – количество тепла, отводимое с кубовым потоком основной колонны;

QW2 = W2*CW2*TW2 – количество тепла, отводимое с кубовым потоком боковой секции;

Qконд = D(R+1)r – количество тепла, отводимое при конденсации пара для создания потоков дистиллята и флегмы в основной колонне.

Откуда суммарные затраты тепла в кипятильниках:

SQкипСК = Qкип1СК + Qкип2СК = QD + QW1+ QW2 + Qконд1 – QF – QЭА (3.2)

То же для сложной колонны с боковой исчерпывающей секцией:

SQкипПДК = Qкип1ПДК + Qкип2ПДК = QD + QW1+ QW2 + Qконд1 + Qконд2 – QF – QЭА

Потоки D1, D2 и W при заданном качестве продуктов определяются из общего материального баланса и зависят от количества и состава питания, а также от соотношения F:ЭА. Следовательно, теплосодержание верхнего и нижнего продуктов основной колонны и дистиллята боковой секции также зависят от этих величин.

Энергозатраты на проведение процесса будут определяться температурой и расходом экстрактивного агента, подаваемого в колонну, флегмовым числом в основной колонне (R). Величина R зависит от профиля концентраций в колонне, на формирование которого в данном случае оказывает влияние не только положение тарелок подачи исходной смеси и ЭА, его температура и расход, но и положение тарелки отбора парового потока в боковую секцию и его количество.

3.2. Моделирование фазового равновесия в системе этилцеллозольв – толуол – метилэтилкетон.

Для расчета оптимальных рабочих параметров процесса необходимо иметь данные о фазовом равновесии в исследуемой системе. Физико – химические свойства чистых веществ приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1.

Физико – химические свойства компонентов.

В смеси этилцеллозольв – толуол имеется азеотроп с минимумом температуры кипения (Тазкип=110,15ºC, содержание этилцеллозольва–10,8% мас.) [2]. Для моделирования фазового равновесия использовали уравнение Вильсона, параметры которого приведены в [2] (см. таблицу 3.2.).

Таблица 3.2.

Параметры уравнения Вильсона.

Уравнение Антуана представлено в виде:

LgP=A–(B/C+T), где Р– давление в мм.рт.ст.; Т– температура в ОС; А,В,С– коэффициенты уравнения Антуана (таблица 3.3.).

Таблица 3.3.

Коэффициенты уравнения Антуана.