Технологическая схема установки, ее описание и расчет химического аппарата для процесса ратификации. Определение и построение процесса ратификации в разделении жидких смесей путём многократного противоточного взаимодействия между паром и жидкостью.
Аннотация к работе
Ректификацию проводят в башенных колонных аппаратах, снабженных контактными устройствами (тарелками или насадкой)-ректификационных колоннах. Ректификацию широко применяют в промышленности, например для получения ректифицированного этилового спирта, с отделением сивушных масел и альдегидных фракций, для выделения бензинов, керосинов и других фракций из нефти. При ректификации потоки пара и жидкости, перемещаясь в противоположных направлениях (противотоком), многократно контактируют друг с другом в специальных аппаратах - (ректификационных колоннах), причем часть выходящего из аппарата пара (или жидкости) возвращается обратно после конденсации (для пара) или испарения (для жидкости). Аппаратура для ректификации: 1) ректификационные колонны - состоят из собственно колонны, где осуществляется противоточное контактирование пара и жидкости, и устройств, в которых происходит испарение жидкости и конденсация пара, 2) куба и дефлегматора. Как в насадочных, так и в тарельчатых колоннах кинетическая энергия пара используется для преодоления гидравлического сопротивления контактных устройств и для создания динамической дисперсной системы пар - жидкость с большой межфазной поверхностью.Производительность колонны по дистилляту Р и кубовому остатку W определяется из уравнений материального баланса: где F, P, W - расход исходной смеси, дистиллята, кубового остатка, кг/с. Для технологического расчета ректификационной колонны необходимо построить равновесную зависимость между жидкостью и паром для смеси метиловый спирт - вода в координатах y-x и t-x,y (рис. Нагрузки ректификационной колонны по поднимающему пару и стекающей вниз жидкости определяются рабочим флегмовым числом R, которое показывает соотношение между количеством флегмы, подаваемой на орошение колонны (Ф) и количеством отбираемого дистиллята (Р): . Предварительно определяют минимальное флегмовое число, которое можно рассчитать аналитически: где - концентрация легколетучего компонента в паре, находящегося в равновесии с исходной смесью XF (находится из графика рис. Минимальное флегмовое число можно найти графически через отрезок Вмах , отсекаемый рабочей линией, проведенной из точки диагонали, соответствующей точке а и через точку пересечения ординаты, остановленной из точки с линией равновесия (точка б) (рис.1.3,а)2.1 Физико-химические свойства паровой и жидкой фаз для верха и низа колонны Предварительно определяются средние концентрации жидкости и пара для верхней и нижней частей колонны: средние концентрации жидкости: ; , ; состав пара, соответствующий составу исходной смеси (рис. 1.2) при средних концентрациях пара и определяются средние температуры пара , °С. Далее определяются следующие параметры для верхней и нижней частей колонны: средние мольные массы паров: ;Рабочая скорость пара для тарельчатых колонн с ситчатыми тарелками определяется по формуле: Верхняя часть колонны: ?= м/сРассчитанные диаметры верхней и нижней частей колонны отличаются друг от друга не более чем на 10%, принимаем колонну единого диаметра, равную большему из рассчитанных: D = 2000 мм.Свободное сечение колонны 3,14 м2; Рабочее сечение тарелки 2,24 м2;Коэффициент массопередачи зависит от угла наклона кривой равновесия, причем этот угол является переменной величиной. Для каждого участка определяют тангенс угла наклона отрезка кривой равновесия.
План
Содержание
Теоритическая часть
Технологическая схема установки и ее описание
Технологический расчет аппарата
1. Построение процесса ректификации
1.1 Перерасчет массовых долей в мольные
1.2 Материальный баланс колонны и расчет флегмового числа
2. Скорость пара и диаметр колонны
2.1 Физико-химические свойства паровой и жидкой фаз колонны