Материальный баланс колонны

В целом составление материального баланса колонны для ректификации нефтяных фракций с помощью метода ключевых компонентов ничем не отличается от составления материального баланса колонн, предназначенных для ректификации многокомпонентных смесей (см.пример 1 настоящего пособия). Поэтому ограничимся кратким описанием алгоритма.

Вначале рассчитаем мольный расход сырья:

Затем рассчитываются массовые и мольные расходы каждого компонента в сырьевом потоке:

(2.8)

Результаты приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Состав и расходы компонентов питания

;

Фракция	массовая доля	мольная доля	массовый расход	мольный расход
36 -620	0.039	0.054		49.1
62-850	0.115	0.146		131.8
85-1050	0.130	0.149		134.2
105-1200	0.155	0.163		147.3
120-1400	0.160	0.155		140.0
140-1600	0.151	0.134		120.6
160-1850	0.250	0.199		179.9
Всего	1.000	1.000		902.4

По формуле (1.3) рассчитаем расход дистиллята:

D =

Массовый расход легкого ключевого компонента (фракция 62-85⁰) в дистилляте:

В соответствии с принципом ключевых компонентов, компоненты более легкокипящие, чем легкий ключевой (в нашем случае речь идет о фракции 36-62⁰), полностью переходят в дистиллят. Следовательно, для фракции 36-62⁰ справедливо соотношение:

Поскольку компоненты более высококипящие по сравнению с тяжелым ключевым полностью переходят в кубовый остаток, их расходы в дистилляте принимаем равными нулю, и расход тяжелого ключевого компонента (фракции 85-105⁰) в дистилляте можно найти как разность между расходом дистиллята и суммарным расходом фракций 36-62⁰ и 62-85⁰ в дистилляте:

Массовый расход кубового остатка находим по уравнению (1.4):

Расходы всех компонентов в кубовом остатке находят по разности между их расходами в сырье и в дистилляте.

Определение мольных долей и мольных расходов компонентов, средней молекулярной массы и относительной плотности для дистиллята и кубового остатка проводится абсолютно аналогично потоку питания, поэтому ограничимся тем, что приведем результаты расчетов (таблицы 2.4-2.5)

Таблица 2.4 - Состав и расходы компонентов дистиллята

;

Фракция	массовая доля	мольная доля	массовый расход	мольный расход
36 -620	0.258	0.277		49.1
62-850	0.735	0.716		126.9
85-1050	0.007	0.007		1.2
Всего	1.000	1.000		177.2

Таблица 2.5 - Состав и расходы компонентов кубового остатка

;

Фракция	массовая доля	мольная доля	массовый расход	мольный расход
62-850	0.005	0.007		4.8
85-1050	0.152	0.184		133.1
105-1200	0.182	0.203		147.3
120-1400	0.188	0.193		140.0
140-1600	0.178	0.166		120.6
160-1850	0.295	0.247		179.9
Всего	1.000	1.000		725.2