Проектирование ректификационной установки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
987012004607600,4050,6397413505707600,2440,4337815506607600,1120,2288016807007600,0610,13583180076076000
По полученным данным о равновесии между жидкостью и паром строим изобары температур кипения и конденсации смеси на диаграмме t=f(x,y) (рисунок 1) и линию равновесия на диаграмме у=f(x) (рисунок 2).
3. Раiет флегмового числа
Минимальное флегмовое число можно расiитать по формуле
(II.3.1)
где - мольная доля низкокипящего компонента в паре, равновесном с исходной смесью, определяется по диаграмме х-у (рисунок 2).
Для нашего случая Отсюда
Оптимальное флегмовое число найдем из условия получения минимального объема колонны, пропорционального произведению nT(R+1), где nT - число ступеней изменения концентрации (теоретическое число тарелок).
Раiет оптимального флегмового числа выполняем следующим образом:
а) задаемся рядом коэффициента избытка флегмы ? в пределах от 1,1 до 5,0; определяем рабочее флегмовое число и величину отрезка ;
б) откладываем отрезок В на оси ординат и проводим линии рабочих концентраций верхней и нижней частей колонны;
в) между равновесной и рабочими линиями в пределах концентраций xW и xD строим ступени, каждая из которых соответствует теоретической тарелке;
г) при каждом значении ? определяем число теоретических тарелок nT и величину произведения nT(R+1).Результаты раiета сводим в таблицу 2.
Таблица 2 - Данные для раiета оптимального флегмового числа
?RBnTnT(R+1)1,12,4640,2411655,4241,753,920,171259,0424,480,151160,282,86,2720,11965,4483,68,0640,092872,512
д) по данным таблицы 2 строим график зависимости nT(R+1)=f(R) (рисунок 3) и находим минимальное значение величины nT(R+1). Ему соответствует флегмовое число R=2,5.
Эту величину и принимаем в дальнейших раiетах за оптимальное рабочее число флегмы. Число ступеней изменения концентраций при этом равно 16.
4. Скорость пара и диаметр колонны
Расiитываем средние концентрации низкокипящего компонента в жидкости и в паре, затем определяем средние температуры жидкости и пара по высоте колонны. Определяем средние концентрации ацетона в жидкости:
а) в верхней части колонны
(II.4.1)
б) в нижней части колонны
(II.4.2)
Средние температуры жидкости определяем по диаграмме t - х,у (рисунок 1)
При хв.ср=0,5 tж.в=67,250С
При хн.ср=0,12 tж.н=77,750С
Средняя плотность жидкости по высоте колонны определяется по уравнению
(II.4.3)
где ?а ?Э - плотности низкокипящего и высококипящего компонентов при средней температуре в колонне, соответственно, кг/м3:
а) в верхней части колонны
ректификация колонна тепловой оборудование
б) в нижней части колонны
Для колонны в целом
(II.4.4)
Определяем средние концентрации ацетона в паре:
а) в верхней части колонны
(II.4.5)
б) в нижней части колонны
(II.4.6)
Средние температуры пара определяем по диаграмме t - х,у (рисунок 1)
При ув.ср=0,675 tп.в=68,570С
При ун.ср=0,273 tп.н=77,570С
Средние молекулярные массы и плотности пара:
а) в верхней части колонны
средняя молекулярная масса пара
; (II.4.7)
средняя плотность пара
(II.4.8)
б) в нижней части колонны
средняя молекулярная масса пара
(4.9)
средняя плотность пара
(II.4.10)
Тогда средняя плотность пара в колонне
(II.4.11)
Допустимую скорость пара в колонне определяют по уравнению
(II.4.12)
где ?ж и ?п - плотности жидкости и пара , кг/м3; С - коэффициент, величина которого зависит от конструкции тарелки, расстояния между тарелками и поверхностного натяжения жидкости.
Принимаем предварительно расстояние между тарелками hм.т=300мм. По рисунку 10 [3] значение коэффициента С=375.
Тогда скорость пар в колонне
(II.4.13)
Диаметр ректификационной колонны
(II.4.14)
где Vп - объемный расход пара, поступающего в дефлегматор, м3/с,
(II.4.15)
где МD - мольная масса дистиллята, кг/кмоль,
Тогда
(II.4.16)
Диаметр колонны
По каталогу [1] принимаем диаметр типовой колонны 1,0м. При этом действительная скорость пара в колонне
(II.4.17)
5. ВЫСОТА КОЛОННЫ
Высоту колонны определяем графо-аналитическим методом, т.е. последовательно расiитываем коэффициенты массоотдачи, массопередачи, коэффициенты полезного действия тарелок; строим кинетическую кривую и определяем число действительных тарелок.
Коэффициент массоотдачи в паровой фазе
(III.1)
где Dп - коэффициент диффузии паров компонента А в парах компонента В, расiитывается по формуле
(III.2)
где Т - температура, К; p - абсолютное давление, кгс/см2; МА, МВ - мольные массы компонентов А и В; ?А, ?В - мольные объемы компонентов А и В, определяемые как сумма атомных объемов элементов, входящих в состав пара [2].е - критерий Рейнольдса для паровой фазы
(III.3)
где ?п - динамический коэффициент вязкости пара, Па?с.
(III.4)
где Мср.п, МА, МВ - мольные массы пара и отдельных компонентов, кг/кмоль; ?ср.п, ?А, ?В - соответствующие им динамические коэффициенты вязкости; уА, уВ - объемные доли компонентов смеси.
Коэффициент диффузии паров ацетона в парах этилового спирта:
а) в верхней части колонны
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение