Ректификация как процесс многократного частичного испарения жидкости и конденсации паров. Массопередача и ее значение в технологии. Распространение тарельчатых колонн. Емкости для сбора дистиллята. Холодильник кубовой жидкости. Разделения бинарной смеси.
Аннотация к работе
Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение Казанский национальный исследовательский технологический университетВ химической технологии широко распространены и имеют важное значение процессы массопередачи, характеризуемые переходом одного или нескольких веществ из одной фазы в другую. Путем переноса одного или более компонентов из фазы в фазу можно разделять как гетерогенные, так и гомогенные системы (газовые смеси, жидкие растворы и др.), причем наиболее часто процессы массопередачи используют для разделения гомогенных систем. ректификация тарельчатый бинарный Простая перегонка представляет собой процесс однократного частичного испарения жидкой смеси и конденсации образующихся паров. Ректификация представляет собой процесс многократного частичного испарения жидкости и конденсации паров. Процесс осуществляется путем контакта потоков пара и жидкости, имеющих различную температуру, и проводится обычно в колонных аппаратах.Исходную смесь из промежуточной емкости 1 центробежным насосом 2 подают в теплообменник 3, где она подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную колонну 5 на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси XF. Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике 4.1) Производительность колонны по дистилляту Р и кубовому остатку W определим из уравнений материального баланса колонны: отсюда находим: 1,94 • (0,85 - 0,20) / (0,85 - 0,014) = 1,50 кг/с На диаграммах отложим значения В, затем построим рабочие линии укрепляющей и исчерпывающей части колонны и нанесем линии обозначающие теоретические тарелки. 7) Средние массовые расходы по жидкости для верхней и нижней частей колонны определяют из соотношений: Средний мольный состав жидкости соответственно верхней и нижней частей колонны: 0,63 кмоль/кмоль смеси Подставим рассчитанные величины в уравнения и получим: Средние массовые потоки пара в верхней и нижней частях колонны: , - средние мольные массы паров в верхней и нижней частях колонны: Средние мольные составы паров для верхней и нижней частей колонны (0,96): (0,96 0,56)/2 = 0,76 кмоль/кмоль смеси Коэффициент диффузии в жидкости для нижней части колонны: Коэффициент диффузии паров в верхней части колонны: Коэффициент диффузии паров в нижней части колонны: Коэффициент вязкости паров в верхней части колонны: Здесь взяты вязкости паров CS2 и CCL4 при 52°С.Диаметр штуцера для ввода исходной смеси: , принимаем 50 мм, Диаметр штуцера для вывода паров из колонны: , ;Гидравлическое сопротивление тарелок колонны определяет по формуле: , где и гидравлическое сопротивление тарелки соответственно верхней и нижней частей колонны, Па.Для ректификационной колонны, диаметром 1000 мм, примем стандартную минимальную толщину стенки корпуса ? = 8 мм и проверим, выполняется ли условие где Ск - прибавка к номинальной толщине детали, учитывающая разрушающее действие среды на материал: - амортизационный срок службы аппарата (принимаем = 10 лет); П - коррозионная проницаемость, мм/год (принимаем П = 0,1 мм/год). При рабочих условиях расчетное растягивающее усилие в болтах определяем по формуле: где - средний диаметр уплотнения (прокладки), м; Расчетный диаметр болтов определяем по формуле: и затем округляем в меньшую сторону до ближайшего стандартного размера (Dг - наружный диаметр сварного шва на фланце, м). м Для определения высоты плоского фланца предварительно находим следующие величины: приведенную нагрузку на фланец при рабочих условиях (в МН): МН вспомогательную величину Ф при рабочих условиях (в м2): где - предел текучести материала фланцев при рабочей температуре, МН/м2 (для стали Х18Н10Т принимаем = 240 МН/м2), ?1 - коэффициент, зависящий от соотношения .