Материальный баланс колонны
Расчет производим исходя из уравнения материального баланса
(11),
где – сырье, кг/ч;
– дистиллят, кг/ч;
– остаток, кг/ч.
Производим пересчет сырья в мольные концентрации.
Средний молекулярный вес сырья:
=58,91 г/моль
Принимаем: индекс относится к остатку; индекс – к дистилляту; индекс 1,2,3,4,5,6,7 – к компонентам.
Принимаем степени извлечения пропана в дистилляте 0,9, исходя из требований на пропановую фракцию не менее 85% , степень извлечения изобутана в остатке 0,9 – содержание не более 60%.
Составим материальный баланс колонны, по дистилляту используя следующие формулы:
,(12)
где - массовое количество i- компонента, кг/час;
- степень извлечения i-компонента;
- количество i- компонента в дистилляте, кг/час.
Среднюю молекулярную массу дистиллята рассчитываем по формуле:
, (13)
где - мольная доля i- компонента;
- молекулярная масса i- компонента кг/моль;
- средняя молекулярная масса дистиллята,кг/моль.
Mассовая доля i-компонента в дистилляте определяется по формуле:
,(14)
где - количество i- компонента в дистилляте, кг/час.
Расчеты приведены в таблицу 10.
Таблица 10 – Материальный баланс колонны по дистилляту
Компо-нент | Молеку-лярная масса i-компонента, Мi, кг/кмоль | Дистиллят | |||||
Степень извлечения i-компонента, | Массовое количество i- компонента, кг/ч | Количество i- компонента в дистилляте, кг/час. | Массо- вая доля i- компонента, | Моль-ная доля i- компонента, | |||
С2Н6 | 37,5000 | 37,5 | 0,001 | 0,0005 | 0,05 | ||
С3Н8 | 0,9 | 120487,5000 | 108438,8 | 0,98 | 0,98 | 43,08 | |
i-С4Н10 | 0,1 | 29775,0000 | 2977,5 | 0,02 | 0,02 | 1,18 | |
С4Н10 | 113887,5000 | 0,00 | |||||
i-С5Н12 | 34200,0000 | 0,00 | |||||
С5Н12 | 43237,5000 | 0,00 | |||||
С6Н14 | 33375,0000 | 0,00 | |||||
375000,0000 | 111453,8 | 1,00 | 44,28 |
Материальный баланс колонны по остатку по формуле:
,(15)
Где - массовое количество i- компонента, кг/час;
- степень извлечения i-компонента;
- количество i-компонента в остатке, кг/час.
- молекулярная масса i- компонента кг/моль.
Массовое содержание i- компонента в остатке рассчитывается по формуле:
, (16)
где - массовая доля i- компонента;
- количество i-компонента в остатке, кг/час.
Среднюю молекулярную массу остатка рассчитываем по формуле:
, (17)
где - мольная доля i- компонента;
- молекулярная масса i- компонента кг/моль;
- средняя молекулярная масса остатка, кг/моль;
Расчеты приведены в таблице 11.
Таблица 11 - Материальный баланс колонны по остатку
Компо-нент | Mолекулярная масса i- компонента кг/моль; | Остаток | |||||
Степень извлечения i-компонента | Массовое количество i- компонента, кг/ч | Количество i-компонента в остатке, кг/час. | Мольная доля i- компонента, | Массовая доля i- компонента, | |||
С2Н6 | 37,5000 | 0,000 | 0,000 | ||||
С3Н8 | 0,1 | 120487,5000 | 12048,75 | 0,048 | 0,048 | 3,037 | |
i-С4Н10 | 0,9 | 29775,0000 | 26797,5 | 0,106 | 0,106 | 6,756 | |
С4Н10 | 0,9 | 113887,5000 | 113887,7 | 0,406 | 0,406 | 25,840 | |
i-С5Н12 | 34200,0000 | 0,136 | 0,136 | 8,623 | |||
С5Н12 | 43237,5000 | 43237,5 | 0,171 | 0,171 | 10,902 | ||
С6Н14 | 33375,0000 | 0,132 | 0,132 | 8,414 | |||
375000,0000 | 263546,25 | 1,000 | 1,000 | 63,569 |
= 111453,8+263546,25=375000 кг