Проектирование ректификационной установки для разделения смеси бинарной бензол - уксусная кислота, производительностью по дистилляту 200 кг/ч
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
, м; - число секций (); - высота промежутков между секциями, м; и - высота сепарационного пространства над насадкой и расстояние между днищем колонны и насадкой, соответственно, м.
В соответствии с рекомендациями:
Диаметр колонны, м, м, м0,4 - 1,00,61,5
Величина зависит от размеров распределительных тарелок (ТСН-3) и при проектировании м.
Тогда общая высота колонны будет:
Расчет гидравлического сопротивления колонны
Гидравлическое сопротивление насадки при пленочном режиме находят по приближенному соотношению:
где b - коэффициент;
U - плотность орошения
Тепловой баланс ректификационной колонны
Тепловой баланс ректификационной колонны выражается общим уравнением:
где QK - тепловая нагрузка куба; QD -количество теплоты, передаваемой от пара к воде; Qпот - тепловые потери (5%); -теплоёмкости соответствующие дистилляту, кубовому остатку и исходной смеси; - температуры соответствующие дистилляту, кубовому остатку и исходной смеси (находим из диаграммы Зависимость температуры от равновесных составов пара и жидкости): , ,
Найдем удельную теплоту конденсации паров дистиллята по аддитивной формуле:
Определим тепловую нагрузку дефлегматора:
Определим теплоёмкости смеси:
При температуре кипения кубовой жидкости:
При температуре кипения дистиллята:
При температуре кипения исходной смеси:
Тогда:
2.2 Приближённый расчёт теплообменной аппаратуры
В качестве греющего агента выберем пар абсолютным давлением 3.5 кгс/см2, выбор обусловлен тем, что разница между температурой кипения кубовой жидкости и пара должна составлять 20-25 градусов
Примем, что вода имеет начальную температуру 10С.
Произведем ориентировочные расчеты пяти теплообменников: куба- испарителя, подогревателя и двух холодильников (дистиллята и кубового остатка).
Куб-испаритель
Исходные данные:
Q=83430 Вт - тепловой баланс куба - испарителя
tг.п.= 147С - температура конденсации водяного пара
tW=117.576 С - температура кипения кубовой жидкости
Средняя движущая сила:
Для куба-испарителя коэффициент теплопередачи Кор=1000Вт/(м2.К):
Определим поверхность теплообмена по формуле:
Расход греющего пара:
Характеристика выбранного теплообменника:
Диаметр кожуха
Общее число труб (252 мм)
Число ходов
Длина труб
Площадь поверхности теплообмена
Дефлегматор
Исходные данные:
QD=74950 Вт
tD=85.258С - температура конденсации дистиллята
Примем, что воздух имеет начальную температуру tвнач=20 ? ???????? ? 40 ?
?????? ??????? ????? ?? ????? ??????? ????????? ?:
?t?=tD-t?=85.258-20=65.258 ?
?t?=tD-t?=85.258-40=45.258?
??????? ?????? (??=50??/(?2.?):
????? ??? ? ?? ?????? ?????????:
???? ????? ?:
????? ???
???? ? ???? (202 ??)
? ??
?? ????
?? ?????? ??????
??? ?????
?????? ????:
- ???? ?????
tD=85.258? - ??? ???????? ?????
t?=20 ? - ???? ???????? ?????
t?=15 ? - ??? ???????? ?
t?=30 ? - ???? ???????? ?
?????? ??????? ????? ?? ?????:
?t?=tD-t?=85.258-30=55.258 ?
?t?=t?-t?=20-15=5?
??????? ???????? ????? ?:
??????? ???????? ?????:
t1??=t??+ ?t??=22.5+20.918=43.418?
?????? ?????? ????? ? t1??:
?? ??? ??? ?????:
???? ????? ?:
??????? ??????:
?????? ?????? ???? ??=500??/(?2.?)
??????? ????? ???????:
????? ??? ????-
????? ??????? ????-
?? ??????? ???? - 6?
?? ?????? ?? ????? - 1.65?2
? ???? -2
?? ??????-3.3?2
??????? ???? ????
?????? ????:
- ???? ????