Матеріальний баланс

 

Позначимо масові витрати дистиляту через G_D кг/с, кубового залишку через G_W кг/с. З рівнянь матеріального балансу:

 

;

 

знаходимо G_D кг/с і G_W кг/с.

Для подальшого розрахунку виразимо концентрації живлення, дистиляту і кубового залишку в мольних долях.

Живлення:

 

.

Дистилят:

 

.

Кубовий залишок:

,

 

де М ₁ ‑ мольна маса компоненту 1, М ₂ ‑ мольна маса компоненту 2.

Відносні мольні витрати живлення:

 

 

З діаграми рівноваги y* – x для заданої суміші компонент 1 – компонент 2 за атмосферного тиску визначимо мінімальне число флегми за рівнянням

 

,

 

де ‑ мольна доля компоненту 1 в парі, рівноважному з рідиною живлення, визначаємо за діаграмою у* ‑ x.

Робоче число флегми визначаємо за рівнянням:

 

 

Рівняння робочих ліній:

а) верхньої (укріплювальної) частини колони:

 

;

 

б) нижньої (вичерпної) частини колони:

 

 

Середні масові витрати (навантаження) по рідині для верхньої і нижньої частини колони визначають із співвідношень:

 

,

,

 

де M_D і M_F – мольні маси дистиляту і вихідної суміші; M_В і M_Н – середні мольні маси рідини в верхній і нижній частинах колони.

Мольна маса вихідної суміші:

 

.

 

Мольну масу дистиляту в даному випадку можливо прийняти рівною мольній масі легколетючого компонента 1.

 

.

 

Середні мольні маси рідини в верхній і нижній частинах колони відповідно дорівнюють:

 

,

,

 

де x_ср.в і x_ср.н ‑ середній мольний склад рідини відповідно в верхній і нижній частинах колони.

 

кмоль/кмоль суміші,

кмоль/кмоль суміші,

 

Середні масові потоки пари в верхній і нижній частині колони відповідно дорівнюють:

 

,

,

 

де M’_В і M’_Н – середні мольні маси парів у верхній і нижній частинах колони:

,

,

де

кмоль/кмоль суміші,

кмоль/кмоль суміші,