В ректификационную колонну непрерывного действия подается смесь вода - этиловый спирт, содержащая 10% (масс.)

В ректификационную колонну непрерывного действия подается смесь вода - этиловый спирт, содержащая 10% (масс.) спирта. Определить расход тепла в кубе колонны и количество отводимого тепла в дефлегматоре на 1кг дистиллята, содержащего 94% (масс.) спирта, если кубовый остаток практически не содержит спирта. Исходная смесь вводится в колонну при температуре 70°С. Укрепляющая часть колонны работает с числом флегмы 4. Тепловыми потерями пренебречь. Обогрев глухим паром.

Рассчитываем удельную теплоту парообразования дистиллята по формуле:
r=rэ∙хэ-+rв∙1-хэ-,
где хэ- - массовая доля этанола в дистилляте;
rэ,rв-удельная теплота парообразования этанола и воды при температуре конденсации, Дж/кг.
Для последующих расчетов принимаем, что конденсация паров этанола в дефлегматоре происходит при температуре 78,30С, соответствующей температуре кипения этанола.
Удельная теплота парообразования ацетона при 78,30С составляет rэ=849247 Дж/кг, удельная теплота парообразования воды при 78,30С составляет 2312976 Дж/кг [1, с

. 541, табл. XLV].
r=849247∙0,94+2312976∙1-0,94=937070,74 Дж/кг
Количество теплоты, отбираемое водой в дефлегматоре:
QD = GD (R+1)·r
QD=1∙4+1∙937070,74 =4685353,7Джкг=4685,35кДжкг
Количество теплоты Qк, которое необходимо подавать в куб колонны, определяем из уравнения теплового баланса колонны:
Qк = QD + GD·CD ·tD+GW·CW·tW-GF·CF·tF.
Удельные теплоемкости исходной смеси CF, дистиллята CD и кубового остатка CW, необходимые для расчета, определяем по формуле:
С=Сэ·хэ-+Св·хв-,
где Сэ, Св –удельные теплоемкости компонентов при температуре смеси;
хв-, хэ- – массовые доли компонентов.
Удельные теплоемкости этанола и воды при температурах исходной смеси, дистиллята, кубового остатка определяем по справочным номограммам и выполняем соответствующие расчеты (табл