Для бинарных смесей существует строгая методика позволяющая определить для непрерывной ректификации значения необходимого числа теоретических тарелок и флегмового числа по заданным составам питания и продуктов.

Из уравнения материального баланса и уравнения фазового равновесия для верхней части ректификационной колонны можно записать уравнение рабочей линии

y = (R/(R +1))x + xD/ (R +1)

Последнее уравнение устанавливает связь между составом пара и составом жидкости в любом сечении верхней части колонны при заданных флегмовом числе и составе дистиллята. Уравнение рабочей линии нижней части колонны

y = ((R +F) /(R +1))x – WxW/(R +1)

Если в этих уравнениях объединить постоянные величины, то станет очевидным, что они являются уравнениями прямых линий

y = Ax + B

y = A1x + B1

Зная все вышесказанное, не составит особого труда определить число теоретических тарелок для ректификационной колонны непрерывного действия. При этом минимальное флегмовое число при подаче в колонну жидкости xF при температуре кипения и при постоянстве потоков по высоте колонны

Rmin = (xD – yFP) / (yFP – xF)

Пример для бинарной смеси приведен на рис. 9.

tgφ=

φ

min

y

i

=f(R,

x

iF

,

x

iD

/

x

iW

)

B

A

y

F

P

x

D

x

F

x

w

y

1

x

1

0

Рис. 9. Определение числа теоретических тарелок и минимального флегмового числа для бинарной смеси.

Для смесей образованных более чем двумя компонентами, в общем, нет строгих уравнений, позволяющих определить число теоретических тарелок и Rmin. Есть теоретические трудности и с определением самого понятия минимальное флегмовое число. В своих исследованиях я пользуюсь понятием оптимальное флегмовое число. В соответствии с вышесказанным, число теоретических тарелок, номер тарелки питания и оптимальное флегмовое число для смесей с числом компонентов более двух определяются итерационным способом при расчете ректификации по заданным составам исходной смеси и конечных продуктов. Фактически этот поиск производится методом подбора по заданному критерию (локальному), когда получаемые составы продуктов являются и целью функционирования и критерием оптимальности.