Роль процессов разделения жидких и газовых смесей в отраслях промышленности. Расчет ректификационной установки для разделения смеси хлороформ-бензол. Определение числа тарелок и размеров колонны. Детальный анализ площади свободного сечения штуцеров.
Аннотация к работе
УО «Полоцкий государственный университет» КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине: «ПАХТ» на тему: «Ректификационная установка для разделения смеси хлороформ-бензол»В итоге такого контакта паровая фаза обогатится НКК, а жидкость - ВКК, если жидкость, вступающая в контакт с паром, будет содержать больше НКК, чем жидкость, равновесная с этими парами. Производя многократное контактирование неравновесность потоков паровой и жидкой фаз, направляя после каждой ступени пары на смешение с жидкостью, более богаты НКК по сравнению с равновесной с этими парами жидкостью, а жидкость на контакт с паром, более бедными НКК, можно изменить составы фаз желаемым образом. Концентрации пара, соответствующие средним концентрациям жидкости на рабочей линии определяем по рис 1[приложение]: Температуры этого пара (рис 2) [приложение]: Средняя температура пара в колонне: Средние молярные массы пара кг/моль кг/моль Рассчитаем гидравлическое сопротивление тарелок колонны по уравнению 6.45, [4]: ep=eрв·nв eрн·nн , где eрв и eрн-гидравлическое сопротивление тарелки соответственно верхней и нижней частей колонны, Па: - верхняя часть колонны: eрв =epcyx eр? eрпж гидравлическое сопротивление сухой тарелки определяем по формуле 1.61 [1,стр.28]: epcyx=?wо2 ? п /2, epcyx =4,5·56,6·3,85/2=490,3 Па, где wo = W /F c =0,82/0,109=7,52 м/с - скорость газа в прорезях колпачка, W = 0,82 м/с - скорость пара в колонне, ? п =3,85 кг/м3 - плотность пара в верхней части колонны, ? = 4,5-коэффициент сопротивления для колпачковых тарелок, [1.стр.28]. сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения, определяем по формуле 1.62 [1,стр.28]: eр? =4?/dэ , eр? =4·22,04·10-3/0,0067=13,16 Па, где ? см - поверхностное натяжение смеси при средней температуре в верхней части колонны 73 ?С (табл.XXIV) [1], ? см = =22,04·10-3 Н/м, ? хл = 19,95·10-3 Н/м, ? б = 22,14·10-3 Н/м-поверхностные натяжения хлороформа и бензола (используются массовые доли), - эквивалентный диаметр отверстия, f - площадь свободного сечения прорези, П - периметр прорези (числа 4 и 20 - параметры прорези) [1,стр.28], [3,стр.225]. сопротивление парожидкостного слоя на тарелке определяем по формуле 1.63, [1]: eрпж =1,3 k ?см (l е/2 ?h)g, eрпж =1,3·0,5·1353·(0,009 0,02/2 0,02)·9,81=336,5 Па, где е - высота прорези =0,02 м табл. нижняя часть колонны: eрн =epcyx eр? eрпж гидравлическое сопротивление сухой тарелки определяем по (1,61) [1]: epcyx=?wо2 ? п /2, epcyx=4,5·56,6·3,141/2=340 Па, wo = W /F c =0,82/0,109=7,52 м/с - скорость газа в прорезях колпачка, W = 0,82 м/с - скорость пара в колонне, ? п =3,141 кг/м3-плотность пара в нижней части колонны, ? - коэффициент сопротивления для колпачковых тарелок , [1,стр.28]. сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения, определяем по 1,62 [1]: eр? =4?/dэ , eр? =4·21,4·10-3/0,0067=12,8 Па, где ? см - поверхностное натяжение смеси при средней температуре в нижней части колонны 78,2 ?С (т.XXIV) [1], ? см = = 21,4·10-3 Н/м, ? хл = 19,2·10-3 Н/м, ? б = 21,5·10-3 Н/м, dэ =0,0067 м - эквивалентный диаметр отверстия [3,стр.228]. сопротивление парожидкостного слоя на тарелке определяем по формуле 1.63, [1]: eрпж =1,3 k ?см (l е/2 ?h)g, где eрпж =1,3·0,5·834·(0,011 0,02/2 0,036)·9,81=303 Па, е =0,02 м-высота прорези табл.Для строгого соблюдения режима и условий, обеспечивающих нормальный ход процесса ректификации, необходимо правильно эксплуатировать колонны. Для наблюдения за температурой, давлением, количеством жидкостей и водяного пара служат контрольно-измерительные приборы, автоматические анализаторы качества, размещенные в наиболее характерных точках ректификационной колонны. Показания этих приборов позволяют следить за ходом ректификации, качеством продуктов и своевременно устранять возможные отклонения от требуемого режима. Помимо контрольно-измерительных приборов ректификационные колонны снабжаются автоматическими регуляторами параметров процесса (терморегуляторы, регуляторы потока и другие автоматы, являющиеся неотъемлемой частью современных ректификационных установок). Контроль за работой ректификационных колонн в основном сводиться к оперированию важнейшим фактором процесса ректификации - температурным режимом - путем изменения количества подаваемого орошения.