Изучение технологии конденсации смеси паров бензола и толуола. Определение теплового потока методом тепловых балансов. Расчет поверхности аппарата основным уравнением теплопередачи. Выбор дефлегматора с раздельным выходом и противоточным движением.
Аннотация к работе
Расчет дефлегматора конденсации смеси паров бензола и толуолаПеренос энергии в виде тепла, происходящий между телами, имеющими разную температуру, называется теплообменом [2]. Движущей силой любого процесса теплообмена является разность температур между более нагретым и менее и нагретым телами, при наличии которой тепло самопроизвольно, в соответствии со вторым законом термодинамики, переходит от более нагретого к менее нагретому телу. Теплообмен между телами представляет собой обмен энергией между молекулами, атомами и свободными электронами; в результате теплообмена интенсивность движения частиц более нагретого тела снижается, а менее нагретого - возрастает. Законы теплопередачи лежат в основе тепловых процессов - нагревания, охлаждения, конденсации паров, выпаривания - и имеют большое значение для проведения многих массообменных процессов, а также реакционных процессов химической технологии, протекающих с подводом или отводом тепла. 2.Определение поверхности теплообмена F аппарата, обеспечивающей передачу требуемого количества тепла в заданное время.Технологическая схема: Д1-Д3 - дефлегматоры; Р - распределитель; Х - холодильник; Е - емкость для готового продукта; Н1 и Н2 - насосы ; D1 и D2-дистиллят; ВР1-8 и ВЗ1-9 - регулировочные и запорные вентили; КР - ректификационная колонна; В4 - вода оборотная (подача); В5 - вода оборотная; Т7 - пар; Т8 - конденсат; В5 - вода оборотная; К3 - канализация. Парогазовая смесь из ректификационной колонны подается в конденсатор-дефлегматор (Д1), где происходит конденсация 1/3 смеси. Из конденсатора дистиллят направляется обратно в колонну на третью тарелку, а 2/3 оставшейся смеси направляются в следующий конденсатор-дефлегматор (Д2) для конденсации еще 1/3 смеси. Оставшуюся 1/3 смеси направляют в третий конденсатор-дефлегматор (Д3), где она уже полностью конденсируется и полученный дистиллят подается в распределитель (Р), откуда одна его часть направляется обратно в колонну, уже на первую тарелку, а вторая часть направляется в холодильник (X) для дальнейшего охлаждения.Массовая концентрация легколетучего компонента в дистилляте: = 98 %; Массовая концентрация легколетучего компонента в кубовой жидкости: 2%;Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в дефлегматоре конденсаторе, находим по уравнению: где QД - расход тепла, Вт; Удельная теплота рассчитывается по уравнению: где - массовая концентрация легколетучего компонента в дистилляте; Переводим массовую концентрацию дистиллята в мольную по формуле: где Мб - молекулярная масса бензола, кг/моль; Методом интерполирования определим температуру пара в дистилляте, при XD =0,983 (табл. Определяем удельные теплоты парообразования бензола и толуола при 80,87 0С (табл.Задаемся значением критерия Re для воды Re=15000 (развитое турбулентное течение) и определяем требуемое число труб из выражений: , , откуда где ? - динамический коэффициент вязкости воды при 26,5 0С (табл. Тогда требуемая площадь поверхности конденсатора: Определяем коэффициент теплоотдачи для воды ?В. Значения критерия Pr для воды 26,5 0С находим по таблице (табл. Рассчитываем коэффициент теплоотдачи для конденсирующегося пара бензола в горизонтальном теплообменнике ?б по уравнению: где ? - усредненный для всего пучка коэффициент, зависящий от расположения труб в пучке и от числа труб n, в каждом вертикальном ряду. Что бы определить значение ?, находим ближайшее стандартное общее число труб (без учета сегментов) - 217 труб и определяем число вертикальных рядов - 8 [1].Рассчитаем диаметр патрубка для поступающего пара: Так как содержание толуола в паре довольно мало, для расчета диаметра патрубка принимаем плотность пара равной плотности бензола при t=80,87 0С Рассчитаем площадь сечения патрубка: Принимаем ближайшее стандартное значение диаметра патрубка 426?11 [3], внутренний диаметр 404 мм.В результате произведенных расчетов выбрано стандартное оборудование - дефлегматор для конденсации смеси паров бензола и толуола.
План
Содержание
Введение
1. Описание технологического процесса
2. Расчет
2.1 Исходные данные
2.2 Свойства конденсируемой паровой смеси и конденсата