Технологічний розрахунок ректифікаційної установки безперервної дії - Курсовая работа

В різних галузях хімічної технології існують процеси, де необхідне виділення компонентів у чистому вигляді із суміші рідин (органічний синтез, нафтопереробка, коксохімічна, харчова та спиртова промисловість, виробництво полімерів, розділення технологічних газів при їх глибокому охолодженні). Для вибору способу розділення суміші хлороформу та бензолу необхідно знати початковий склад, концентрацію дистиляту, кубового залишку та фізико-хімічні властивості компонентів. У воді не розчиняється, здатний розчинятися тільки в різних типах органічних розчинників. На світлі тріхлорметан розкладається з утворенням небезпечних, отруйних продуктів: Хлороформ = фосген соляна кислота хлор молекулярний вугільний ангідрид Застосовується в якості антисептика у медицині, у промисловості використовується в якості розчинника, знежирювачах, основного або додаткового компонента для отримання важливих речовин, що застосовуються у всіх сферах діяльності людини.Одним з найбільш розповсюджених методів розділення рідких однорідних сумішей, які мають у своєму складі два, або більше компонентів, є перегонка (дистиляція і ректифікація). Якщо суміш в своєму складі має два компонента (бінарна), то при перегонці пар буде мати більше низькокиплячого компонента (Н.К.), в порівнянні з вихідною сумішшю. Ця рідина називається кубовим залишком, а рідина, що отримана в результаті конденсації пари - дистилятом, або ректифікатом. Нагріваючи цю рідину до температури кипіння t2, отримуємо пару (точка d), конденсація якої дає рідину з ще більшим складом Н.К. Закон Рауля - якщо суміші складаються з компонентів А і В, то парціальний тиск кожного компоненту, наприклад А, буде прямопропорційно його мольній долі у рідинній фазі.Витрати дистиляту та кубового залишку визначається з матеріального балансу ректифікаційної установки по низькокипячому компоненту [4]: Витрати дистиляту та кубового залишку знаходимо із рівняння матеріального балансу [4]: де GF, GP, GW - масова витрата вихідної суміші, дистиляту та кубового залишку, відповідно, кг/опер; Молярні концентрації вихідної суміші XF, дистиляту ХР та кубового залишку XW знаходимо за формулою [9]: (3.3) де - мольна частка низькокиплячого компонента суміші; За заданим складом компонентів знаходимо: Температуру кипіння вихідної суміші: TF = 77,3 0C при XF = 26,1 % Мінімальне флегмове число визначається із рівняння [4]: (3.4) де XF, xp - мольні частки низькокиплячого компонента хлороформу відповідно в вихідній суміші і дистиляті; Тепловий розрахунок складається з метою визначення витрати гріючої водяної пари в кубі-кипятильнику та підігрівачі вихідної суміші, а також охолоджуючої води в дефлегматорі, холодильниках дистиляту та кубового залишку.Визначаємо динамічний коефіцієнт вязкості рідини для верха колони: х?ср - середня концентрація низькокиплячого компоненту в рідині, х?ср =0,6 (мольні долі); Загальну висоту колони знаходимо з виразу [4]: Н = де Ннас - висота насадкової частини колони, м; Визначаємо критерій Рейнольдса для потоку пари: вверху колони для низу колони Знаходимо точку перетинання робочої лінії верха колони з ординатою XF точка «d». Починаючи з точки а, будуємо ломану лінію між кривою рівноваги та робочою лінією верха колони та низу колони в межах від XP до XW.