Расчет до определения тепловых нагрузок конденсатора холодильника и кипятильника колонны) ведется на 100 кмоль исходного сырья.

Таблица 1-  Материальный баланс изопентановой колонны

Компо-нент	Мi	Данные по сырью				Данные по дистилляту
		F',кмоль	X'fi, мольн.доли	Мi X'fi	F'1,кмоль/ч	D',кмоль	y' D3, мольн.доли
и-бутан	58	0,08	0,0008	0,046	0,16	0,08	0,0021
н-бутан	58	0,4	0,0040	0,232	0,82	0,4	0,0105
и-пентан	72	38	0,3800	27,36	77,72	37,38	0,9809
н-пентан	72	52	0,5200	37,44	106,36	0,28	0,0065
гексан	86	9	0,0900	7,74	18,41	0	0,0000
гептан	100	0,52	0,0052	0,52	1,06	0	0,0000
		100	1,00	73,34	204,53	38,14	1,0000

                                                                                                             Продолжение

Компо-нент	Данные по дистилляту		Данные по остатку
	Мi y' Di	D,кмоль/ч	R',кмоль	X' Ri, мольн.доли	Мi X' Ri	R,кмоль/ч
и-бутан	0,122	0,16	0	0	0	0
н-бутан	0,608	0,82	0	0,0000	0	0
и-пентан	70,56	76,46	0,7772	0,0100	0,907	1,26
н-пентан	0,534	0,505	51,5585	0,8362	60,01	105,855
гексан	0	0	9	0,1454	12,51	18,41
гептан	0	0	0,52	0,0084	0,84	1,06
	71,82	77,945	61,86	1,0000	74,27	126,585

 В сырье, дистилляте и остатке заданы содержания изопентана, поэтому из уравнения материального баланса колонны по этому компоненту рассчитывается (кмоль) количество дистиллята:

 = 100 – 38,14 = 61,86.

Материальные балансы колонны в расчете на 100 кмоль сырья и на ее часовую производительность, соответствующие заданным условиям разделения и приведенному выше расчету, даны в таблице 1.

Знание мольной массы сырья, рассчитанной в табл.1, позволяет найти часовую производительность колонны по сырью:

.

2. Давление в колонне и ее температурный режим

Давление ₀ в емкости орошения определяется по уравнению жидкой фазы дистиллята:

,                                                   (2)

где - мольная доля компонента в дистилляте, =f(t_{0, 0})- константа фазового равновесия компонента при температуре t₀ и давлении ₀ в емкости орошения.

Принимаемая температура t₀ на 12°С  выше заданной температуры t_в охлаждающей воды:

t₀= t_в +12=30+12=42°С.

Давление определяется методом подбора. Константы фазового равновесия компонентов находятся по номограмме.

 Расчет дан в таблице 2. Давление в емкости орошения ₀=0,135 МПа.

Таблица 2- Расчет давления в емкости орошения изопентановой колонны.

Компонент	при t0=42°С 0=0,135 МПа
и-бутан	3,4	0,0021	0,0071
н-бутан	2,5	0,0105	0,0263
и-пентан	0,98	0,9809	0,9613
н-пентан	0,78	0,0065	0,0051
	-	1,000	1,000

С учетом сопротивлений на участке между колонной и емкостью орошения принимаемое давление наверху колонны на 0,065 МПа превышает давление ₀:

_D= ₀+0,065=0,135+0,065=0,2МПа.

С учетом сопротивления тарелок принимаемое значение внизу колонны должно быть на 0,1 МПа больше давления _D:

_R= _D+ 0,1=0,2+0,1=0,3МПа.

Давление в секции питания принимается равным среднему значению давлений наверху и внизу колонны:

_f = 0,5( _D+ _R)= 0,5(0,2+0,3) = 0,25 МПа.

Расчет температуры низа, верха и секции питания.

Температура t_D наверху колонны определяется методом последовательного приближения по уравнению изотермы паровой фазы для дистиллята

.

Температура ввода сырья определяется по уравнению изотермы жидкой фазы:

.

Температура низа колонны t_R  определяется методом последовательных приближений по уравнению изотермы жидкой фазы:

.

Результаты вычисления этих температур приведены в таблице 3.

Таблица 3 -  Расчет температур верха, низа и секции питания изопентановой колонны.

компонент	Данные для верха колонны			Данные для низа колонны
	при tD = 45 °С, D=0,2МПа	(см.таб.1)		при tR=75°С, R=0,3Мпа
и-бутан	3,20	0,0021	0,0007	0
н-бутан	2,41	0,0105	0,0046	0
и-пентан	1,00	0,9809	0,9809	1,25
н-пентан	0,80	0,0065	0,0106	1,10
гексан	0	0,0000	0,0000	0,45
гептан	0	0,0000	0,0000	0,20
	-	1,0	1,0	-

Продолжение

компонент	Данные для низа колонны		Данные для секции питания
	х' Ri, (см.таб.4.28)		при tf=62°С f=0,25МПа	(см.таб.4.28)
и-бутан	0,0000	0,0000	3,50	0,0008	0,0028
н-бутан	0,0000	0,0000	2,70	0,0040	0,0108
и-пентан	0,0100	0,0124	1,20	0,3800	0,4560
н-пентан	0,8362	0,9199	0,95	0,5200	0,4940
гексан	0,1454	0,0654	0,35	0,0900	0,0315
гептан	0,0084	0,0017	0,16	0,0052	0,0008
	1,0	1,0	-	1,0	1,0