Расчет фактического числа тарелок

,                                                             (64)

Где  - фактическое число тарелок всей колонны;

 - теоретическое число тарелок

=18 – число теоретических тарелок колонны

=9 – число теоретических тарелок укрепляющей части колонны;

=9 – число теоретических тарелок отгонной части колонны;

 - КПД тарелок;

=0,4-0,6 – для укрепляющей части колонны, принимаем =0,5;

=0,3-0,4– для отгонной части колонны, принимаем =0,35;

Число тарелок в верхней части колонны:

Число тарелок в нижней части колонны:

Всего в колонне 39 тарелки.

Расчет диаметра колонны

Диаметр колонны рассчитывается по допустимой скорости паров в самом нагруженном по парам месте колонны. Для определения самого нагруженного места колонны необходимо произвести расчет объемных расходов пара и жидкости по высоте колонны.

Для расчета объемных расходов необходимо определить плотности пара и жидкости. Сначала для жидкости пересчитаем мольные доли в массовые:

                                                                        (65)

Затем определяем средние плотности жидкости на каждой тарелке:

                                                                 (66)

Где  и  - плотности бензола и толуола, кг/м³ (см. табл.1)

Плотности жидкости при температуре t определятся из уравнения:

, кг/м³                                       (67)

где  - коэффициент объемного расширения жидкости;

                                                   (68)

Плотность пара рассчитывается следующим образом:

, кг/м³                                          (69)

Где Т₀ – температура при нормальных условиях, Т₀=273 К;

Т=t+273, К; t – температура паров, °С;

 - давление при нормальных условиях, =760 мм.рт.ст.;

 - давление верха или низа колонны, мм.рт.ст.

Давление верха колонны рассчитывается по формуле:

, мм.рт.ст.                                             (70)

Где  - давление в зоне питания;

N – номер тарелки, считая от зоны питания.

, мм.рт.ст.                                             (71)

Таким образом, объемные расходы пара и жидкости найдутся по формулам:

                                                               (72)

                                                                         (73)

Проведем данный расчет для первой тарелки колонны:

 - давление в зоне питания

 - давление на 1 тарелке

Результаты расчетов объемных расходов жидкости и пара для остальных тарелок представлены в таблице 9.

Таблица 9 – Сводная таблица

Номер тарелки					g, кмоль/ч	G, кмоль /ч	g, кг/ч	G, кг/ч	х, масс	ρ4ср20	t		ρtж	πВ.К./ πН.К.	ρtП	Vж, м3/ч	Vп, м3/ч
1	0,955	0,977	78,632	78,322	278,949	103,681	21934,238	8120,500	0,9472	0,878353	91,2	0,000669	830,7502	902,25	3,111514	26,40293	2609,823
2	0,918	0,961	79,148	78,546	274,855	382,630	21754,239	30054,030	0,904685	0,877832	92,05	0,000669	829,6118	912,25	3,147651	26,22219	9548,081
3	0,864	0,936	79,904	78,896	272,476	378,536	21771,959	29864,988	0,843412	0,877083	93,3	0,00067	827,9537	922,25	3,185428	26,29611	9375,503
4	0,785	0,896	81,010	79,456	268,959	376,157	21788,336	29887,964	0,755833	0,876015	95,1	0,000672	825,5728	932,25	3,226965	26,39178	9261,941
5	0,686	0,839	82,396	80,254	261,118	372,640	21515,061	29905,814	0,6494	0,874719	97,5	0,000673	822,5333	942,25	3,272997	26,15707	9137,134
6	0,584	0,770	83,824	81,220	255,907	364,799	21451,167	29628,953	0,543424	0,873434	100,2	0,000675	819,2934	952,25	3,323329	26,18252	8915,443
7	0,498	0,700	85,028	82,200	252,497	359,588	21469,287	29558,149	0,456838	0,872386	102,75	0,000676	816,4099	962,25	3,375684	26,29719	8756,195
8	0,425	0,638	86,050	83,068	249,629	356,178	21480,591	29586,963	0,385241	0,871522	104,9	0,000678	813,9943	972,25	3,427172	26,38912	8633,056
9	0,375	0,588	86,75	83,768	247,929	353,310	21507,884	29596,084	0,337176	0,870942	106,6	0,000678	812,1968	982,25	3,475962	26,48112	8514,502
10	0,338	0,547	87,268	84,342	337,506	224,968	29453,466	18974,228	0,302104	0,87052	107,85	0,000679	810,8777	1002,25	3,55932	36,32295	5330,858
11	0,293	0,495	87,898	85,070	337,524	224,254	29667,676	19077,323	0,260006	0,870014	109,45	0,00068	809,2253	1012,25	3,610693	36,66182	5283,562
12	0,244	0,426	88,584	86,036	335,776	224,272	29744,341	19295,500	0,214847	0,869471	111,3	0,00068	807,3603	1022,25	3,670016	36,84147	5257,606
13	0,192	0,355	89,312	87,030	333,924	222,524	29823,410	19366,267	0,167682	0,868906	113,2	0,000681	805,4323	1032,25	3,73029	37,02783	5191,624
14	0,143	0,275	89,998	88,150	335,867	220,672	30227,391	19452,271	0,123936	0,868382	115,2	0,000682	803,4802	1042,25	3,795244	37,62058	5125,433
15	0,100	0,200	90,600	89,200	335,897	222,616	30432,271	19857,335	0,086093	0,867929	117	0,000682	801,7422	1052,25	3,859404	37,95768	5145,182
16	0,068	0,138	91,048	90,068	333,903	222,646	30401,165	20053,238	0,058255	0,867596	118,5	0,000683	800,3425	1062,25	3,918921	37,98519	5117,03
17	0,042	0,088	91,412	90,768	335,104	220,651	30632,484	20028,059	0,035838	0,867328	119,6	0,000683	799,2884	1072,25	3,975388	38,32469	5038,013
18	0,025	0,050	91,650	91,300	113,252	221,852	10379,500	20255,090	0,021277	0,867154	120,4	0,000683	798,545	1082,25	4,027774	12,99802	5028,855

По данным таблицы 9 можем сказать, что расход жидкости больше в нижней части колонны, а расход пара – в верхней.

Таблица 9 является сводной таблицей всех расчетов по колонне.

Из таблицы 9 видно, что самое нагруженное место по парам в колонне – вторая тарелка. Допустимая скорость паров для трапецевидной тарелки:

                                                 (74)

где  - допустимая скорость паров в полном сечении колонны, м/с;

 и  - плотности жидкости и пара на второй тарелке, кг/м³;

c – коэффициент для расчета скорости паров;

для основных типов тарелок с=900 [2].

                                                     (75)

где V – расход пара на второй тарелке, м³/с

Принимаем диаметр колонны D=1,7 м.