В качестве критерия оптимизации при подборе оптимальной совокупности рабочих параметров процесса мы использовали энергетические затраты в кубе колонны (Qкип). При этом Qкип рассчитывались исходя из уравнения общего теплового баланса сложной колонны с боковой секцией, которое имеет вид следующий вид:

QF + QЭА + Qкип = QD1 + QD2 + QW + Qконд1 + Qконд2, (3.1)

где QF = F*CF*TF – количество тепла, поступающее с потоком исходной смеси;

QЭА = РЭА*СЭА*ТЭА – количество тепла, поступающее в колонну с потоком экстрактивного агента;

QD1 = D1*CD1*TD1 – количество тепла, отводимое с потоком дистиллята основной колонны;

QD2 = D2*CD2*TD2 – количество тепла, отводимое с потоком дистиллята боковой секции;

QW = W*CW*TW – количество тепла, отводимое с кубовым потоком основной колонны;

Qконд1 = D1(R+1)r1 – количество тепла, отводимое при конденсации пара для создания потоков дистиллята и флегмы в основной колонне;

Qконд2 = D2(R+1)r2 – количество тепла, отводимое при конденсации пара для получения потоков дистиллята и флегмы в боковой секции.

Откуда затраты тепла в кипятильнике:

Qкип = QD1 + QD2 + QW + Qконд1 + Qконд2 – QF – QЭА (3.2)

или в развернутом виде:

Qкип = D1CD1TD1 + D2CD2TD2 + WCWTW + D1(R1+1)r1 + D2(R2+1)r2 –

– FCFTF – PЭАСЭАТЭА. (3.3)

Потоки D1, D2 и W при заданном качестве продуктов определяются из общего материального баланса и зависят от количества и состава питания, а также от соотношения F:ЭА. Следовательно, теплосодержание верхнего и нижнего продуктов основной колонны и дистиллята боковой секции также зависят от этих величин.

Энергозатраты на проведение процесса будут определяться температурой и расходом экстрактивного агента, подаваемого в колонну, флегмовыми числами в основной колонне (R1) и в боковой секции (R2). Величины R1 и R2 зависят от профиля концентраций в колонне, на формирование которого в данном случае оказывает влияние не только положение тарелок подачи исходной смеси и ЭА, его температура и расход, но и положение тарелки отбора парового потока в боковую секцию и его количество.