Средняя плотность пара в ректификационной колонне. Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в дефлегматоре, получаемой в кубе-испарителе, в водяном холодильнике кубового остатка, в водяном холодильнике дистиллята. Расчет удельных диаметров фланцев.
При низкой оригинальности работы "Колонна ректификации для разделения смеси "Этиловый спирт-ацетон"", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Ректификацией называется диффузионный процесс разделения жидких смесей взаимно растворимых компонентов, различающихся по температуре кипения, который осуществляют путем противоточного, многократного контактирования неравновесных паровой и жидкой фаз. В среднюю часть колонны поступает подлежащая ректификации смесь F, нагретая до температуры TF. Смесь может подаваться в колонну в виде жидкости, паров или смеси паров и жидкости. При входе сырья в колонну происходит процесс однократного испарения, в результате которого образуются пары состава у*F и жидкость состава х*F, находящиеся в равновесии. Отбираемый сверху колонны продукт D, обогащенный НКК, называется ректификатом (или дистиллятом), - а снизу колонны W, обогащенный ВКК, - остатком (или нижним продуктом).1 - ректификационная колонна (а - укрепляющая часть, б - исчерпывающая часть); 2 - кипятильник; 3 - дефлегматор; 4 - делитель флегмы; 5 - подогреватель исходной смеси; 6 - холодильник дистиллята (или холодильник-конденсатор); 7 - холодильник остатка (или нижнего продукта); 8, 9 - сборники; 10 - насосы.Материальный баланс установки составляем для определения расходов флегмы и дистиллята, а так же для определения флегмового числа. Физико-химические свойства веществ, входящих в исходную смесь: · ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ: температура кипения: 78,39 0С; мольная масса: 46,069 кг/моль; Выразим концентрации в мольных долях: Питание: кмоль/кмоль см. Относительный мольный расход питания: Кривую равновесия (см. график 1, х-у) строим по таблице: t, °C % (мол) метилового спирта4.2 Средние концентрации НКК в паре: Находим по уравнениям рабочих линий: · В верхней части колонны 4.3 Средние температуры пара определяем по диаграмме t-x,y: График 2 Температура в верху колонны при XD=0,93 (см. график 2) равняется 56,7 0С, а в кубе-испарителе при XW=0,02 она равна 77 0С (см. рис. Принимаем среднюю плотность жидкости в колонне: 4.6 Определение скорости пара в колонне где С - коэффициент, зависящий от конструкции тарелок, расстояния между тарелками, рабочего давления в колонне, нагрузки колонны по жидкости. ?ж ?п - плотности жидкости и пара, кг/м3. Скорость пара в колонне: Определяем среднюю температуру в колонне: 0С; тогда Определяем объемный расход проходящего через колонну пара при средней температуре: ректификационный колонна пар дистиллят где MD - мольная масса дистиллята, равная: 4.7 Определение диаметра колонныПо [3, стр.74, табл.7] для колонны d=1400 мм выбираем колпачковую однопоточную тарелку ТСК-Р со следующими конструктивными размерами: - свободное сечение колонны 1,54 м2 -высота прорези колпачка l=15мм Рассчитаем гидравлическое сопротивление тарелки в верхней и в нижней части колонны по формуле : [1, с.228] ?р? - сопротивление обусловленное силами поверхностного натяжения (им пренебрегаем и расчет не приводим) - [1, с.228] плотность пара в верхней части колонны (=2,0 кг/м3) ?0 - скорость пара в прорезях колпачка, м/с w-скорость пара в колонне k - отношение плотности пены к плотности чистой жидкости (принимаем 0,5)Откладываем на оси абсцисс точки А,В,С, соответствующие составам кубового остатка (xw), исходной смеси (XF) и дистиллята(XD). Откладываем на оси ординат отрезок OD, длина которого определяется: О [1, стр.255] Через точки С1 и D проводим отрезок С1D, а через точку В-вертикаль и на их пересечении ставим точку В1. Соединяем точки А1 и В1. Расчет действительных тарелок рассчитывается по уравнению: h-среднее КПД тарелок7.2 Расход теплоты, получаемой в кубе-испарителе от греющего пара: [2, стр.562, рис.9] Тепловые потери примем 3% от полезно затрачиваемой теплоты: 7.3 Расход теплоты в паровом подогревателе исходной смеси: 7.4 Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка: 7.5 Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята: 7.6 Расход греющего пара, имеющего давление 1 кгс/см2 и влажность 5%: · В кубе-испарителе: =2264·103 Дж/кг - удельная теплота конденсации [2, стр 550,таблица LVII]Определяем Р, действующее на стенку и днище в нижней части колонны. Т.к. колонна работает под атмосферным давлением, принимаем для расчетов давление столба воды h - высота колонны; h ? 23 м r=998 кг/м3 внутреннее давление, т.к. колонна работает под атмосферным давлением, принимаем для расчетов давление столба воды; Т.к. минимальная толщина стенки при заданном диаметре равна 10 мм, а при рабочем мы получили 1,14 мм, то принимаем толщину стенки аппарата (с запасом) 10мм Т.к. минимальная толщина стенки при заданном диаметре равна 10 мм, а при рабочем мы получили 1,14 мм, то принимаем толщину стенки днища и крышки 10ммВыбор теплообменников будем осуществлять исходя из условия обеспечения необходимой поверхности теплообмена: К - коэф-т теплопередачи выбираем по [5 , стр.177, табл. Т. о. выбираем кожухотрубчатый теплообменник со следующими параметрами [4, стр 51, табл. · Площадь сечения одного хода по трубам - 0,02 м2 Т. о. выбираем кожухотрубчатый теплообменник со следующими параметрами [4, стр 51, табл. Т. о. выбираем кожухотруб
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
