Содержание.
Условие задачи.
Схема ректификационной установки 3
Исходные данные:
Равновесные данные:
1. Построение диаграмм x-y и x,y — t по равновесным данным.
Диаграмма 1
Диаграмма 2
2. Пересчет из абсолютных концентраций в мольные. 4
3. Расчет минимального флегмового числа. 4
4. Расчет рабочего флегмового числа.
5. Построение рабочей линии.
6. Расчет КПД тарелок.
7. Определение числа тарелок.
8. Расчет потоков дистиллята и кубового остатка. 5
9. Расчет габаритов колонны
а) Расчет для верха колонны.
б) Расчет диаметра низа колонны.
10. Расчет высоты тарельчатой части.
11. Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе.
12. Расчет средней движущей силы теплопереноса. 7
13. Расход охлаждающей воды. 7
14. Поверхность теплообмена конденсатора. 8
Список литературы9
Условие задачи.
Рассчитать тарельчатую ректификационную колонну непрерывного действия для разделения бинарной смеси метанол – этанол, подаваемой в колонну при температуре равной температуре кипения. Колонна работает под атмосферным давлением. Исходные данные: расход g1= 4,2 кг/с, процентные массовые концентрации: исходной смеси a1= 32%, дистиллята a2 = 95%, кубового остатка a= 2%, коэффициент избытка флегмы 4, давление греющего пара Pгр=1,5 ата, начальная температура охлаждающей смеси t’в = 18 C.
Определить:
Реальное и теоретическое число тарелок в отгонной и укрепляющих частях;
Диаметр верха и низа колонны и высоту тарельчатой части;
Расход охлаждающей воды в конденсаторе (температурой воды на выходе из конденсатора задаться);
Рассчитать поверхность теплообмена конденсатора.
Схема ректификационной установки
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>
/>
/>
/>
/>/>
/>
Исходные данные:
g1= 4,2 кг/час;
ao= 1 %;
a1= 32 %;
a2= 95 %;
4
Pгр=1,5 ата
tв’= 18oC;
K = 900
tв’’= 40oC (задаемся);
Равновесные данные:
x%
5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
y%
7,4
14,3
27,1
39,6
51,5
62,5
72,3
79,8
86,6
93,2
100
toC
78,3
77,2
76,5
75,0
73,6
72,2
70,8
69,4
68,2
66,9
65,9
64,5 --PAGE_BREAK--
1. Построение диаграмм x-y и x,y — t по равновесным данным.
/>Диаграмма 1
Диаграмма 2
/>
2. Пересчет из абсолютных концентраций в мольные.
/>/>/>
3. Расчет минимального флегмового числа.
/>
/>
4. Расчет рабочего флегмового числа.
/>
5. Построение рабочей линии.
/>
6. Расчет КПД тарелок.
/>
/>
/>(из диаграммы x,y – t).
Все данные берутся при t1:
/>[2, стр. 529, рис. V].
/>[2, стр.538-539, рис. XIV].
/>
/>
/>
КПД находим по графику ([2, стр. 302, рис. 7-2]): h= 0,49.
7. Определение числа тарелок.
/>
8. Расчет потоков дистиллята и кубового остатка.
/>кг/с
/>кг/с
Проверка: W1 = П +W= 4,2
9. Расчет габаритов колонны
/>
/>
С – коэффициент, зависящий от конфигурации тарелок, С = f(h). Принимаем
h = 0,4 мм, тогда С = 0,044. [2, стр. 301].
а) Расчет для верха колонны.
/>
T2 = 273,2 + t2
t2 находим по диаграмме x,y – t (смотрим по x2). t2 = 65,7 C.
T2= 273,2 + 65,7 = 338,9 K.
/>
/>
/>
Справочные данные для верха колонны берутся для t2 = 56,3 C. [2, табл. IV].
/>/>
/>
б) Расчет диаметра низа колонны.
t0находим по диаграмме x,y – t (смотрим по x0). t0= 78,0 C.
T= 273,2 + 78,0 = 351,2 K.
/>
/>
/>
Справочные данные для верха колонны берутся для t0= 77,2 C. [2, табл. IV].
/>
Так как, />
/>
/>
Далее смотрим каталог:
dв = 4,8 м
dн = 3,8 м
Выбираем диаметр колонны по большему, т.е. dк = 3,8 м.
10. Расчет высоты тарельчатой части.
/>
11. Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе.
/>
/>
/>
Значения удельных теплот конденсации ацетона и этанола берутся при t2 = 65,7 0C. [2, табл. XLV].
/>/>/>/>/>/>/>
12 Расчет средней движущей силы теплопереноса.
/>
/>
13. Расход охлаждающей воды.
/>
14. Поверхность теплообмена конденсатора.
/>/>
Список литературы.
Рамм, Планковский. Справочник теплофизических свойстсв органических вещестсв.
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А.Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Издательство «Химия», 1981.
Лащинский А.А, Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Москва, 1980.