Расчёт процесса ректификации многокомпонентной смеси

Наибольший интерес представляет расчёт процесса ректификации спирта-сырца с основными примесями. Для примера рассмотрим такую смесь:

                    Ткип. Концентрация (% масс.)
Метанол             64,7     0.002  % масс.
Этилацетат          77,0     0.0285
Этанол              78,3    33.4 
н-Пропанол          82,4     0.019
из-Пропанол         97,4     0.0068
изо-Бутанол         99       0.13
н-Бутанол          117,4     0.0015
Вода               100      66.2
Уксусная к-та      118       0.0482
изо-Амиловый спирт 131       0.164

С приемлемой ошибкой рассчитать такую смесь невозможно — из десяти компонентов только два не образуют азеотропы, а этилацетат образует тройной азеотроп.

Конечно, основной вопрос — какую ошибку считать приемлемой. Промышленность считает неприемлемой ошибку более 3%, это понятно. Но ошибка ошибке рознь — одно дело, когда мы считаем концентрацию примеси, содержание которой в смеси мало, и другое, когда мы считаем содержание основного компонента. Т.е. для примеси ошибка 50% может быть приемлемой, а для основного (воды или спирта) и один процент может быть недопустим.

Всё это не означает, что процесс ректификации такой смеси нельзя рассчитать в принципе. Используя метод, изложенный на странице Обход теоретического ограничения расчёт возможен, но надо понимать ограничения метода. Такой упрощённый, чисто теоретический подход вносит существенную ошибку и не надо ожидать точного соответствия рассчитанных концентраций примесей реальным. Но концентрация спирта (и любого другого азеотропа) никогда не превысит теоретически возможную концентрацию чистого азеотропа — это заложено в методе. Расчёт показывает динамику изменения концентраций примесей и влияние на эту динамику параметров процесса.

На примере этой смеси мы исследуем в численном эксперименте влияние всех параметров процесса.

• Протоколы расчёта ректификации спирта-сырца на колоннах, имеющих 15, 25, 35, 45 ступеней разделения и с разной задержкой жидкости на тарелке (архив). Начальные концентрации компонентов в кубе и на тарелках равны изначально заданным, общее количество раствора равно исходному (20 кг.), расчёт работы колонны на себя проводился до постоянного пятого знака после запятой.
• Результаты кратко (концентрации примесей в дистилляте) Для дальнейших расчётов мы отобрали наилучшие результаты (ФЧ 20) : для колонн 25 ТТ с задержкой жидкости на тарелке 6. г/тар., 35 ТТ (4. г/тар) и 45 ТТ (2. г/тар)

Сравнительный анализ результатов расчёта скоро будет (анализируем, сравниваем, формулируем — готового текста ещё нет, но мы над этим работаем)