Проектирование ректификационной тарельчатой колонны с ситчатыми тарелками для разделения смеси бензол - уксусная кислота
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
агрузка аппарата:
2.4.3 Расход охлаждающей воды
Расход охлаждающей воды при нагреве на 50С
Примем k=500 Вт/м2К, тогда
2.4.4 Расчет площади поперечного сечения
Расчет площади поперечного сечения трубного пространства одного хода St, при котором режим течения воды будет турбулентным
Примем Re=104 и d=25x2 мм тогда,
Отсюда найдем площадь поперечного сечения трубного пространства одного хода:
Выберем по каталогу для уточняющего расчета конденсатор с поверхностью F=Fmax и St<16.4*10-2 м2, таким параметрам удовлетворяет следующий конденсатор:=600 мм=2 м=25x2 мм
число ходов = 2
число труб = 240
число труб по вертикали =16=38 м2
2.4.5 Трубное пространство
Расчет скорости течения в трубном пространстве:
Определение режима течения жидкости
Так как Re>104, то критериальное уравнение имеет вид:
Принимает =1, тогда
Зная критерий Нуссельта, определим коэффициент теплоотдачи по формуле:
2.4.6 Межтрубное пространство
Примем расположение теплообменника горизонтальным.
Рассчитаем коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на пучке горизонтальных труб:
? - поправочных множитель, учитывающий влияние числа труб по вертикали (?=0.56);
?Т - поправочная функция ()
2.4.7 Термическое сопротивление стенки и загрязнений
В качестве хладагента используем воду со средним загрязнением тепловой проводимости загрязнений стенок, а тепловая проводимость загрязнений стенок органическими парами Толщину слоя загрязнения примем равной 2 мм. В качестве материала труб выберем сталь с коэффициентом теплопроводимости
Тогда термическое сопротивление загрязнений труб:
2.4.8 Метод итераций
Задаемся tст=60 0С
Уточним ?1
Рассчитаем tст2
Рассчитаем q2
Определение погрешности сходимости тепловых потоков
Дальнейшие итерационные действия и расчеты занесены в таблицу:
t1 0Ctст1 0C?t1 0C?1 103 Вт/м2Кq1 104 Вт/м2tст2 0Сt2 0C?2 103 Вт/м2К?t2 0Cq2 104 Вт/м2Е .86021.82.5545.568733.619.5514.17.05-23.581.85922.82.5265.759331.719.5512.26.1-5.7581.85823.82.4995.947629.8119.5510.315.15514.381.858.523.32.5125.853730.7519.5511.255.6254
Уточним ?2 при tст2=30.75 0С
ректификационная разделение смесь пар
2.4.9 Уточнение коэффициента теплопередачи и поверхности теплопередачи
Требуется установить теплообменник =600 мм=25x2 мм
число ходов = 2
число труб = 240
число труб по вертикали = 16=38 м2
Запас поверхности равен:
Заключение
Исходя из проведенных расчетов можно сделать вывод о том, что ректификационная колонна диаметром D=1.4 м и высотой H=7.8 м подходит для проведения в ней процесса разделения смеси бензол - уксусная кислота.
По итогам предварительных расчетов и уточнения их методом итераций для отвода теплоты из колонны можно использовать дефлегматор с площадью теплообмена F=38 м2.
Список литературы
1. Дытнерский Ю.И., Борисов Г.С., Брыков В.П. Основные процессы и аппараты химической технологии пособие по проектированию М: Химия 1991 - 496 с.
. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии
М: Химия 1971 - 784 с.
. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л: Химия 1987 - 576 с.
. Волжинский А.И., Марков А.В. Ректификация: колонные аппараты с ситчатыми тарелками. Учебное пособие СПбГТУ 2006.
. Волжинский А.И., Флисюк О.М. Определение средних физических величин, потоков пара и жидкости. Метод. указания СПбГТУ 2001.
. Волжинский А.И., Константинов В.А. Ректификация. Справочные данные по равновесию пар-жидкость. Метод. указания СПбГТУ 2003.
. Нестеров А.В., Озерова Н.В. Курсовое проектирование по процессам и аппаратам химической технологии Краткие справочные данные. Метод. указания ЛТИ им. Ленсовета 1989.
Приложение
Равновесие между жидкостью и паром в системе бензол - уксусная кислота (Р=760мм р.с.)