Построение диаграмм фазового равновесия и кривых изобар. Определение флегмового числа и числа теоретических тарелок. Определение внутренних материальных потоков в ректификационной колонне. Гидравлический расчёт колонны. Материальный баланс колонны.
При низкой оригинальности работы "Расчёт ректификационной колонны непрерывного действия для разделения бинарной смеси этиловый спирт – бутиловый спирт", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» «Расчет ректификационной колонны непрерывного действия для разделения бинарной смеси этиловый спирт - бутиловый спирт»Физическая сущность процесса ректификации заключается в двухстороннем массо-и теплообмене между неравновесными потоками пара и жидкости при высокой турбулизации поверхности контактирующих фаз. Ректификация осуществляется, как и всякий диффузионный процесс, в противотоке пара и жидкости, что обеспечивает различие температур и неравновесность составов встречных потоков. При ступенчатом осуществлении процесса ректификации в колонных аппаратах контакт пара и жидкости может происходить в противотоке (на тарелках провального типа), в перекрестном токе (на колпачковых тарелках), в прямотоке (струйные тарелки). Если процесс ректификации осуществляется непрерывно во всем объеме колонного аппарата, то контакт пара и жидкости при движении обеих фаз может происходить в противотоке (на тарелках провального типа), в перекрестном токе (на колпачковых тарелках), в прямотоке (струйные тарелки). В работающей ректификационной колонне через каждую тарелку проходят четыре потока: жидкость - флегма, стекающая с вышележащей тарелки; пары, поступающие с нижележащей тарелки; жидкость - флегма, уходящая на нижележащую тарелку; пары, поднимающиеся на вышележащую тарелку.Сырье (смесь): этиловый спирт - бутиловый спирт Сырье подается с долей отгона е = 0,5 Целью расчета колонны при заданной производительности и четкости разделения является определение технологического режима, основных размеров аппарата и его внутренних устройств. Технологический режим колонны определяется рабочим давлением в аппарате, температурами всех внешних потоков, удельным расходом тепла на частичное испарение остатка, холода на конденсацию паров в верхней части колонны и флегмовым числом.Из уравнений материального баланса колонны по потокам и низкокипящему компоненту (НКК) определяются массовые расходы получаемых дистиллята D и кубового остатка W. Чем выше принимаемое давление, тем больше должна быть и температура в колонне, так как с повышением давления увеличиваются температуры кипения и конденсации разделяемых смесей.В случае ректификации бинарных смесей для расчета числа теоретических тарелок широко используется графический метод, известный в литературе как метод Мак - Кеба и Тиле (диаграмма y - x). Диаграмма кривых изобар позволяет легко определить температуры внешних потоков ректификационной колонны. Кривые равновесия и изобары строятся в пределах температур кипения низкокипящего и высококипящего компонентов при принятом давлении в колонне. Температура паров дистиллята с верхней тарелки TD=83OC определена из диаграммы t - x,y по верхней кривой (изобара пара), а температура жидкого остатка TW=111,5OC - по нижней кривой (изобара жидкости). Температура ввода сырья в колонну (TL) при известной доле отгона (е) можно определить при помощи графиков y - x и t - x,y.Флегмовое число или отношение количества горячего орошения к количеству дистиллята, вместе с числом тарелок является основным параметром, определяющим заданное разделение в процессе ректификации. При увеличении флегмового числа необходимое число тарелок уменьшается, и наоборот. Предельные значения флегмового числа (R=Rmin и R=?) определяют характерные условия разделения. Минимальное флегмовое число при разделении бинарных смесей определяется по уравнению: , где YD - содержание НКК в дистилляте; Через точку С, лежащую на диагонали диаграммы у - х проводим рабочую линию верхней части колонны с тангенсом угла наклона до пересечения с линией питания (точка D).Тепловой баланс колонны составляется с целью определения необходимых затрат тепла и холода. Уравнение теплового баланса для этого случая имеет следующий вид: , где L,D,W - массовые расходы сырья, дистиллята и остатка, кг/с; В случае холодного острого орошения, тепло, отводимое в конденсаторе - холодильнике определяется из уравнения теплового баланса верхней части колонны, включающей конденсатор - холодильник и верхнюю тарелку колонны, по уравнению: , где RD - теплота испарения (конденсации) паров верха колонны, КДЖ/кг; В любом сечении колонны мы имеем смесь компонентов, теплофизические свойства которой зависят от состава смеси и ее температуры и определяются по правилу аддитивности. , Теплофизические свойства этилового, бутилового спиртов и их смесей, необходимые для расчета теплового баланса колонны, представлены в таблице 1.2Количество холодного орошения (Ох) определяется по уравнению: , где - тепло орошения, КВТ; В качестве теплоносителя в кипятильнике колонны принимаем насыщенный водяной пар с абсолютным давлением 3 атм.
План
Оглавление
Введение
1. Исходные данные
2. Технологический расчет
2.1 Материальный баланс колонны
2.3 Построение диаграмм фазового равновесия и кривых изобар
2.4 Определение флегмового числа и числа теоретических тарелок
2.5 Тепловой баланс колонны
2.6 Определение внутренних материальных потоков в ректификационной колонне.
3. Гидравлический расчет колонны.
3.1 Выбор расстояния между тарелками
3.2 Определение диаметра колонны
3.3 Основные размеры тарелки
3.4 Диапазон устойчивой работы тарелки
3.5 Гидравлическое сопротивление тарелки
3.6 Определение межтарельчатого уноса жидкости
3.7 Расчет переливного устройства
3.8 Определение числа реальных тарелок
3.9 Расчет высоты колонны
3.10 Расчет диаметра штуцеров
Список используемой литературы
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
