Определение размера колонны
Ориентировочный диаметр колонны определяют из уравнения объемного расхода:
, (15)
где V –объемный расход пара, м3/с;
n – скорость пара, отнесенная к полному поперечному сечению колонны, м/с.
Вследствие различия скоростей и расходов пара в колонне диаметры собой укрепляющей и исчерпывающей частей колонны различаются между собой. Поэтому рассчитываем диаметры для верхней и нижней частей колонны, а дальше выбираем стандартный аппарат одного диаметра по большему из рассчитанных значений и уточняем значения скоростей пара в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны.
Для расчета диаметра колонны необходимо рассчитать следующие параметры: средние мольные доли низкокипящего компонента в жидкости:
а) в верхней части колонны:
б) в нижней части:
Средние мольные доли низкокипящего компонента в паровой фазе рассчитываются по уравнениям (13) и (14) рабочих линий (при подаче в колонну острого пара) при средних значениях 
и 
для верхней 
и нижней 
частей колонны.
Средние температуры пара в верхней 
и в нижней 
частях колонны определяем по диаграмме t - x,y, построенной по точкам, данным в таблице №1, используя значения 
и (на линии конденсации).
Средние мольные массы пара для верхней 
и нижней 
частей колонны рассчитываются по следующим формулам:
где 
и 
- мольные массы низкокипящего компонента и высококипящего компонента.
Средние плотности пара в верхней ( 
и нижней 
) частях колонны рассчитываются по уравнению Клайперона:
где То=273 К, а Р0=760 мм.рт.ст. - параметры, соответствующие нормальным условиям; Тср=(tср+273) К - средняя температура пара в верхней и нижней частях колонны;
Р - рабочее давление в колонне, мм.рт.ст.
Данная колонна работает при атмосферном давлении, то мы можем принять Р=Р0.
Средние температуры жидкости в верхней 
и нижней 
частях колонны также определяем по t - x,y диаграмме по значениям и 
на линии кипения.
При и 
, применяя линейную интерполяцию определяем плотности воды 
, 
и плотности этилового спирта 
, 
.
Средние массовые доли низкокипящего компонента в жидкости определяются по следующим формулам:
а) в верхней части колонны
б) в нижней части колонны
Средние плотности жидкости в верхней 
и нижней 
частях колонны рассчитываются по следующим уравнениям:
а) в верхней части колонны
б) в нижней части колонны
Учитывая, что в нижней и верхней частях колонны 
>> 
, рекомендуемую скорость пара для обеих частей колонны рассчитывают по формуле:
=С 
где С – коэффициент, зависящий от конструкции тарелок, расстояния h между ними, рабочего давления в колонне и нагрузки колонны по жидкости, определяют по рис. 7.2. [3].
Расстояние h между тарелками выбираем по ГОСТу из табл. 14.14. [2].
Объемный расход проходящего по колонне, работающей при атмосферном давлении, пара при средней температуре в колонне 
=[( 
]+273 К составит:
После расчета по уравнению (15) диаметров колонны для верхней и нижней частей по большему значению диаметра в соответствии с имеющимися нормалями [2,стр 211] выбираем тип колонны с 
. По выбранному диаметру 
уточняем значения скорости пара 
в колонне и выписываем основные конструктивные размеры колонны.
Высота тарельчатой части колонны (расстояние между верхней и нижней тарелками) равна:
где
n – общее число тарелок в колонне, рассчитанное в п.1.5.
Общая высота колонны:
, где
– высота нижней (кубовой) камеры;
– высота верхней (сепарационной) камеры.
Ориентировочно принимают:
Где - диметр аппарата выбранного по нормалям.
Расчёт:
Средняя массовая доля низкокипящего компонента в жидкости в верхней части колонны:
Средняя массовая доля низкокипящего компонента в жидкости в нижней части колонны:
Средняя мольная доля низкокипящего компонента в паровой фазе в верхней части колонны:
R - рабочее флегмовое число(определено при оптимизации процесса на ЭВМ)
Средняя мольная доля низкокипящего компонента в паровой фазе в нижней части колонны:
где R - рабочее флегмовое число(определено при оптимизации процесса на ЭВМ)
F – относительный (на 1 кмоль дистиллята) мольный расход питания (исходной смеси)
Средние температуры пара в верхней и в нижней частях колонны определяем по диаграмме t - x,y, построенной по точкам, данным в таблице №1, используя значения и (на линии конденсации).
Средняя мольная масса пара для верхней части колонны:
где и - мольные массы низкокипящего компонента и высококипящего компонента.
Средняя мольная масса пара для нижней части колонны:
Средняя плотность пара в верхней части колонны:
- средняя температура пара в верхней части колонны:
=(tср+273) К
Средняя плотность пара в нижней части колонны:
- средняя температура пара в нижней части колонны:
=(tср+273) К
94,25+273 
367.25 К
Средние температуры жидкости в верхней и нижней частях колонны также определяем по t - x,y диаграмме по значениям и на линии кипения.
При и , применяя линейную интерполяцию, по табл.ХХХlХ [3] определяем плотности воды , ,а по табл.lV [3] плотности этилового спирта , .
Средняя массовая доля низкокипящего компонента в жидкости в верхней части колонны:
Средняя массовая доля низкокипящего компонента в жидкости в нижней части колонны:
Средняя плотность жидкости в верхней части колонны:
Средняя плотность жидкости в нижней части колонны:
Рекомендуемая скорость пара для верхней части колонны:
=С 
где С=0,028 - коэффициент, зависящий от конструкции тарелок. Расстояние между тарелками h=250
Скорость пара для нижней части колонны:
Объемный расход проходящего по колонне, работающей при атмосферном давлении, пара при средней температуре в колонне =[( ]+273 К составит:
=[( ]+273 К
=[(97,35+94,25)/2]+273 
мольный расход дистиллята
мольная масса дистиллята
Диаметр для верхней части колонны:
Диаметр для нижней части колонны:
После расчета диаметров колонны для верхней и нижней частей по большему значению диаметра в соответствии с имеющимися нормалями [2,стр 211] выбираем тип колонны с .
Тип тарелки ТСК-Р (ОСТ 26-808-73)
Диаметр колонны 
По выбранному диаметру уточняем значения скорости пара 
в колонне и выписываем основные конструктивные размеры колонны.
Высота тарельчатой части колонны (расстояние между верхней и нижней тарелками) равна:
где
n – общее число тарелок в колонне, рассчитанное в п.1.5.
Общая высота колонны:
, где
– высота нижней (кубовой) камеры;
– высота верхней (сепарационной) камеры.
Ориентировочно принимаем:
Где - диметр аппарата выбранного по нормалям.
