Таким образом, равновесный процесс разделения раствора с хн=0,15 содержит четыре теоретических ступени разделения (ЧТТ=4) при получении дистиллята с заданной концентрацией хд =95,5% и кубового остатка хк=0,01.

На разделение поступает Gн=1000 кг раствора. Так как все концентрации выражены в мольных долях, целесообразно массу раствора выразить в молях, для этого рассчитываем среднюю молекулярную массу исходного раствора

Мср=0,15*Мацетона+(1-0,15)*Мводы=0,15*58+0,85*18=8,7+15,3=24

Gн=1000*103/24=41666,66 моль

Схема материальных потоков приведена на рис. 5.4 (все концентрации выражены в мольных долях ацетона)

Тогда общий баланс:

Gн=Gд+Gк (5.1)

Баланс по ацетону:

Gнхн=Gдхд+Gкхк (5.2)

Решая систему уравнений (4.1) и (4.2), получаем:

Gд=Gн[(хн-хк)/(хд-хк)]=41666 [(0,15-0,01)/(0,955-0,01)]=6172,83 моль;

Gк=Gн-Gд=41666,66-6172,83=35493,83 моль.

Если на первую тарелку поступает начальный раствор в количестве Gm=500 кг=500/24=20,83 кмоль при температуре 80,2 0С (точка М), то он будет выкипать до концентрации хм=5,5% и образует пар с концентрацией ум=49%. Схема материального баланса приведена на рис. 5.5, из которого следует:

Gm=Gn+Gp (5.3)

Gmхн= Gnум+Gpхм (5.4)

Решая систему уравнений (5.3) и (5.4), получаем:

Gn=Gm[(хн-хм)/(ум-хм)]=20830 [(0,15-0,055)/(0,49-0,055)]=4549 моль;

Gp=Gm-Gn=20830-4549=16281 моль.

Рис. 5.5. Схема материального баланса на первой тарелке

Таким образом, в результате разделения получили:

концентрированный раствор ацетона Хд=95,5% который, если не может быть использован в производстве, должен быть направлен на дальнейшее разделение специальными методами ректификации или экстракции.

очень разбавленный раствор ацетона Хк=1,0% или

Что существенно превышает ПДК в воде (2,2 мг/л), а значит отправляем этот раствор на биологическую очистку.

Еще статьи по теме

Проблема загрязнения атмосферы
Возраст планеты Земля составляет около 4.5 млрд. лет. Срок огромный по меркам возраста человека. А всегда ли Земля была такой, какой мы её представляем сегодня? Конечно же нет. На планете никогда не затухали геологические процессы, изменяю ...

Правовой режим пользования животным миром
Животный мир, являясь составной частью природной среды, выступает как неотъемлемое звено в цепи экологических систем, необходимый компонент в процессе круговорота веществ и энергии природы, активно влияющий на функционирование естественных ...