В ректификационную колонну непрерывного действия подается 1000 кмоль/ч смеси, содержащей 30% (мол.) пентана и

В ректификационную колонну непрерывного действия подается 1000 кмоль/ч смеси, содержащей 30% (мол.) пентана и 70% (мол.) гексана. Верхний продукт содержит 95% (мол.) пентана, нижний - 90% (мол.) гексана. Определить количество верхнего и нижнего продуктов (в кг/ч), а также количество пара, конденсирующегося в дефлегматоре, если известно, что тангенс угла наклона рабочей линии верхней (укрепляющей) части колонны равняется 0,75.

Уравнения материального баланса процесса ректификации имеют вид:
GW+GD=GF;
GW·хW+GD·хD=GF·хF,
где GF, GW, GD,– соответственно количества исходной смеси, кубового остатка, дистиллята, получаемых в ректификационной установке, кмоль/ч (или кг/ч);
хF, хW, хD – мольная (или массовая) доля низкокипящего компонента в исходной смеси, кубовом остатке и дистилляте.
хW=100-хгексана=100-90=10%=0,1.
Таким образом, получим следующую систему уравнений:
GW+GD=1000;
GW·0,1+GD·0,95=GF·0,3.
Решая данную систему уравнений методом подстановки, определяем, что:
GW=764,7 кмоль/ч;
GD=235,3 кмоль/ч.
Мольную массу кубового остатка и дистиллята рассчитываем по формулам:
МW=Мп·хW+Мг·(1- хW);
МD=Мп·хD+Мг·(1- хD),
где Мп, Мг – молярная масса пентана и гексана, кг/кмоль; Мп(С5Н12)=72 кг/кмоль,
Мг(С6Н14)=86 кг/кмоль .
Следовательно, мольная масса кубового остатка и дистиллята составит:
МW=72·0,1+86·(1- 0,1)=84,6 кг/кмоль;
МD=72·0,95+86·(1- 0,95)=72,7 кг/кмоль.
Рассчитываем количества кубового остатка и дистиллята в кг/ч:
GWм=GW·МW=764,7·84,6=64693,62 кг/ч;
GDм=GD·МD=235,3·72,7=17106,31 кг/ч.
Количество пара, конденсирующегося в дефлегматоре, рассчитываем по формуле:
GV= GDм·(R+1),
где R – флегмовое число.
Согласно условию задачи, тангенс угла наклона рабочей линии верхней (укрепляющей) части колонны равняется 0,75

.
Следовательно, мольная масса кубового остатка и дистиллята составит:
МW=72·0,1+86·(1- 0,1)=84,6 кг/кмоль;
МD=72·0,95+86·(1- 0,95)=72,7 кг/кмоль.
Рассчитываем количества кубового остатка и дистиллята в кг/ч:
GWм=GW·МW=764,7·84,6=64693,62 кг/ч;
GDм=GD·МD=235,3·72,7=17106,31 кг/ч.
Количество пара, конденсирующегося в дефлегматоре, рассчитываем по формуле:
GV= GDм·(R+1),
где R – флегмовое число.
Согласно условию задачи, тангенс угла наклона рабочей линии верхней (укрепляющей) части колонны равняется 0,75