Материальный баланс процесса
При обогреве ректификационной колонны непрерывного действия острым паром, который подается в куб колонны под нижнюю тарелку (рис.4), уравнения материального баланса можно составить только через мольные расходы и мольные доли низкокипящего компонента в паровой и жидкой фазах.

Рис. 2 К выводу уравнений материального баланса процесса ректификации при обогреве колонны острым паром.
– соответственно мольные расходы исходной смеси, дистиллята, флегмы, кубового остатка и пара;
- соответственно мольные доли низкокипящего компонента в исходной смеси, дистилляте, флегме, кубовом остатке и в паре, поступающем на дефлегматор.
Так как мольный расход пара
не изменяется по всей высоте колоны, а изменяется только его состав, то можно составить уравнение материального баланса по всем компонентам, участвующим в процессе (в мольных расходах),
(4)
И уравнение материального баланса по низкокипящему компоненту.
, (5)
Уравнение материального баланса дефлегматора имеет следующий вид:
(6)
а мольный расход кубового остатка определяется как сумма мольных расходов исходной смеси и флегмы, что соответствует мольному расходу жидкости в исчерпывающей части колоны,
(7)
Тогда из уравнения (5) с учетом уравнения (7) получим мольный расход дистиллята
(8)
а из уравнения (7) с учетом уравнения(8) мольный расход кубового остатка
(9)
Мольный расход острого пара определяется уравнением (6).
Для того, чтобы провести расчет материальных потоков по уравнениям (8), (9) и (6) необходимо по заданному массовому расходу рассчитать мольный расход исходной смеси
(10)
Где
и
- соответственно мольный и массовый расходы исходной смеси;
– мольная масса исходной смеси, рассчитывается в соответствии с уравнением в табл. 6.2 [3].


Массовый расход исходной смеси:

Mольный расход исходной смеси:


Мольный расход кубового остатка:


Мольный расход дистиллята:

Мольный расход кубового остатка:



Отсюда 
Материальный баланс дефлегматора:

0,016+
=
(1+1,0665)
Mатериальный баланс по низкокипящему компоненту:


0.0096=0.0096
Проверка результатов вычислений осуществляется по уравнению
(11)
Необходимые для вычислений значения
и R определены ранее.
В случае выполнения равенства (11) мольные расходы дистиллята, кубового остатка и острого пара переводим в массовые расходы

Где
- соответственно массовые и мольные расходы дистиллята, кубового остатка и острого пара,
- мольные массы дистиллята, кубового остатка и острого пара соответственно.

Мольная масса дистиллята:


Мольная масса кубового остатка:


Мольная масса острого пара:

Мольный расход дистиллята:


Мольный расход кубового остатка:


Мольный расход острого пара:


В дальнейшем расход греющего (острого) пара следует уточнить при решении уравнения теплового баланса колонны.