Изучение ректификации как диффузионного массообменного процесса разделения смеси жидкости на фракции. Его способы: при постоянном флегмовом числе и постоянном составе дистиллята. Равновесие в системах жидкость-пар. Факторы, влияющие на ректификацию.
Основными задачами научной дисциплины «Процессы и аппараты» являются изучение физико-химических основ процессов, используемых во всех отраслях химической технологии, а также рассмотрение принципов устройства и методов расчета аппаратов, предназначенных для проведения этих процессов, а также выявление общих закономерностей протекания различных процессов и разработка методов расчета аппаратуры. Овладение этой наукой позволяет осуществлять в производственных условиях наилучшие (оптимальные) технологические режимы, повышать производительность аппаратуры и улучшать качество продукции; дает возможность разрабатывать более рациональные технологические схемы и типы аппаратов при проектировании новых производств, правильно оценивать результаты лабораторных исследований и быстро реализовать их в производственных условиях.Ректификация - диффузионный массообменный процесс разделения смеси жидкости на фракции по температуре кипения за счет многократного контактирования поднимающихся вверх паров и стекающей вниз жидкости (флегмы). При этом пар непрерывно обогащается низкокипящим (легколетучим) компонентом, а жидкость - высококипящим (труднолетучим) компонентом. Ректификация осуществляется в колонных аппаратах, имеющих тарелки или насадки, а также пленочные колонны. Для облегчения разделения такой смеси и упрощения устройства ректификационной колонны в смесь добавляется третий компонент - экстрагент. Иногда возможно существенное изменение физических свойств сред по высоте колонны, что может повлиять не только на скорость массопереноса, но и на величину поверхности контакта фаз (ухудшение или улучшение смачиваемости насадки, изменение размеров пузырьков и т.д.), что может быть связано с изменением поверхностного натяжения жидкости вследствие изменения ее состава и температуры.Вода: Физические своиства: В природе вода существует сразу в трех агрегатных состояниях. Интересно, что снижение атмосферного давления вызывает изменение данных показателей - вода закипает при меньшей температуре. Химические свойства: 1) Вода реагирует со многими металлами с выделением водорода: 2Na 2H2O = H2 2NAOH (бурно) Из неметаллов с водой реагируют, например, углерод и его водородное соединение (метан). Эти вещества гораздо менее активны, чем металлы, но все же способны реагировать с водой при высокой температуре: C H2O = H2 CO (при сильном нагревании)Для процессов, осуществляемых в ректификационных аппаратах при противоточном взаимодействии потоков жидкости и пара, принимают следующие допущения: Мольные теплоты испарения компонентов одинаковы, т.е. при конденсации каждого Кмоль пара испаряется такое же количество Кмоль жидкости. При конденсации пара в дефлегматоре изменения его состава не происходит, т.е. состав пара, выходящего из верхней части колонны, равен составу получаемого дистиллята и флегмы (YD = XD). При испарении кубовой жидкости в испарителе изменение ее состава не происходит, т.е. состав жидкости, выгружаемой из нижней части колонны, равен составу возвращаемого в колонну пара (YW = XW). Далее проводят построение ступеней на диаграмме у - х для каждого R и строят график зависимости числа тарелок в колонне от флегмового числа. А также вычисляем среднюю температуру пара во всей колонне по формуле: где - средняя температура пара во всей колонне, К;Проведя расчет ректификационной колоны непрерывного действия мы получили следующие результаты: Количество полученного дистиллята - 4081,1 кг/ч Средняя концентрация жидкости в верху колонны - 86 Средняя концентрация пара в верху колонны - 92,3 Средняя молярная масса для верха колонны - 56,6 кг/ моль Скорость пара в колонне - 1,9м/сек.
Вывод
Проведя расчет ректификационной колоны непрерывного действия мы получили следующие результаты: Количество полученного дистиллята - 4081,1 кг/ч
Количество полученного кубового остатка - 4915,9 кг/ч
Средняя концентрация жидкости в верху колонны - 86
В низу колонны - 39,5
Средняя концентрация пара в верху колонны - 92,3
В низу колонны - 43,35
Средняя температура воды - 375,5 К
Средняя температура пара - 377, К
Средняя молярная масса для верха колонны - 56,6 кг/ моль
Для низа колонны - 36,1 кг/моль
Средняя плотность пара для низа и верха колонны - 1,6кг/
Средняя плотность воды для верха и низа колонны - 960кг/
Скорость пара в колонне - 1,9м/сек.
Мольная масса дистиллята - 18,4кг/моль
Объемный расход проходящего через колонну пара при Тср - 7,5 /с
Диаметр колонны - 2,2 метра
Высота колонны - 25,2 метра
Список литературы
1. Ахметов С. А., Сериков Т. П., Кузеев И. Р., Баязитов М. И. «Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа».- СПБ: Недра,2006. - 868 с.
2. Бобрецкий Н.В., Юфин В.А. «Основы нефтяной и газовой промышленности».- М.: Недра, 1998. - 199 с.
3. Вержичинская С.В., Дигуров Н.Г., Синицин С.А. «Химия и технология нефти и газа: учебное пособие». - М.: ФОРУМ: ИНФРА, 2007. - 400 с.
4. Данилов А. М. «Книга для чтения по переработке нефти». - СПБ: Химиздат, 2012. - 352 с.
5. Кафаров В.В. «Равновесие между жидкостью и паром». - М.: Химия, 2002. -248с.
6. Кутепов А.М. «Процессы и аппараты». - М.: Химия, 2004. - 304 с.
7. Медведева В. С. «Охрана труда и противопожарная защита в химической промышленности». -М. : Химия, 1989. - 288 с.
8. Павлов К.Ф., Романов П.Т. «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии». - М.: Химия, 1987. - 640 с.
9. Плановский А.Н., Николаев П.И. «Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии». - М.: Химия, 2002. - 302 с.
10. Суханов В. П. «Переработка нефти».-М.: Высшая школа, 1979.-335 с.
11. Фарамазов С.А. «Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация». - М.: Химия, 1984. - 328 с.
12. Эрих В.Н. «Химия нефти и газа». - М.: Химия, 1986. - 282 с.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
