3.2 Материальный баланс

Зная массовый расход исходной смеси и мольные концентрации потоков, определим массовый расход дистиллята и массовый расход кубового остатка (и ), на основании уравнений материального баланса.

(1)

(2)

(3)

где - массовая доля легколетучего компонента в исходной смеси, дистилляте и кубовом остатке соответственно;

- массовый расход исходной смеси, дистиллята и кубового остатка соответственно.

Выразим из уравнения (3) массовый расход дистиллята и кубового остатка:

(4)

(5)

Найдем молекулярные массы смесей по уравнению:

(6)

где j - F,D или W.

Затем пересчитаем мольные доли легколетучего компонента в исходной смеси, дистилляте и кубовом остатке в массовые соответственно:

(7)

Далее по формулам (4) и (5) найдем массовый расход дистиллята и кубового остатка:

Пересчитаем массовые расходы питания, дистиллята и кубового остатка в мольные расходы соответственно по формуле:

(8)

Нагрузка ректификационной колонны по пару и жидкости определяется рабочим флегмовым числом. Для его расчета используют приближенные вычисления по формуле:

(9)

где - минимальное флегмовое число.

При этом:

(10)

где - мольные доли легколетучего компонента в жидкости, а - концентрация легколетучего компонента в паре, находящаяся в равновесии с жидкостью (питанием исходной смеси).

По диаграмме «Равновесное состояние жидкости и пара» (приложение 1) находим при соответствующем значении, таким образом 0,289.

Тогда: