Geum.ru


Проектирование ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси ацетон - уксусная кислота

Дипломная работа - Химия

Другие дипломы по предмету Химия



ход кубового остатка (3)

Мольная масса ацетона составляет , уксусной кислоты, следовательно, переiитаем составы фаз из мольных долей в массовые по соотношению:

(4)

где и - молекулярные массы соответственно ацетона и уксусной кислоты, ,аналогично находим и:

Расiитаем массовые расходы дистиллята и кубового остатка:

Нагрузки ректификационной колонны по пару и жидкости определяются рабочим флегмовым числом R. Минимальное флегмовое число Rmin определяем по формуле:

(5)

где и - мольные доли легколетучего компонента соответственно в исходной смеси и дистилляте ; - концентрация легколетучего компонента в паре, находящемся в равновесии с исходной смесью, .

Рабочее флегмовое число находим по уравнению [2, 352]:

(6)

Уравнения рабочих линий:

а) верхней (укрепляющей) части колонны

(7)

б) нижней (иiерпывающей) части колонны

(8)

где F - относительный мольный расход питания

Найдем точку пересечения рабочих линий, примем , отсюда получим:

Средние массовые расходы (нагрузки) по жидкости для верхней и нижней частей колонны определим из соотношений:

(9)

(10)

где и - мольные массы дистиллята и исходной смеси; и - средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны.

Средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны соответственно равны:

(11)

(12)

где и - средний мольный состав жидкости соответственно в верхней и нижней частях колонны:

Тогда

Средний массовый состав жидкости, будет составлять:

Мольная масса исходной смеси

Подставив расiитанные величины в формулы (9) и(10) получим:

Средние массовые потоки пара в верхней и нижней частях колонны соответственно равны:

(14)

(15)

где и - средние мольные массы паров в верхней и нижней частях колонны:

Тогда

Подставив значения в уравнения (14) и (15) получим:

3.2 Скорость пара и диаметр колонны

Скорость пара в интервале устойчивой работы провальных тарелок может быть определена с помощью уравнения [1, 204]:

где(18)

Средние температуры пара и жидкости определяем по диаграмме t - x, y

Для пара:

а) при

б) при

Для жидкости:

а) при уср.в = 0.6302

б) при уср.н = 0.1652

Плотности пара определим по формулe:

, где (19)

Плотность физических смесей жидкостей подчиняется закону аддитивности:

Так как плотности жидкостей близки, то примем:

подставив в уравнение, получим:

Ориентировочную скорость определим из соотношения:

где ??, ?y - плотности жидкой и газовой смесей соответственно (см. прил. 2);

Подставляя значения для верхней и нижней частей колонны получим:

Ориентировочный диаметр колонны определяем из уравнения:

где объёмный расход газовой смеси (см. прил. 2);

Подставляя значения для верхней и нижней частей колонны получим:

Выберем стандартный диаметр колонны D=1м. По ходу раiётов диаметр был увеличен до 1.8 м, раiёты для диаметров 1.4м и 1.6м представлены в приложении 2, здесь будет представлен только раiёт для колонны диаметром 1.8 м, который сошёлся.

Выписываем основные параметры колпачковой тарелки для выбранного диаметра колонны исполнения 2, которое также было определено по диметру:

Относительное сечение перелива ?n=5.25%

Свободное сечение колонныS=1.54 (м2)

Относительное свободное сечение тарелки?=7.95%

Длина сливной планкиLпл=0.84м

Число клапановn=102

Расiитываем рабочую площадь тарелки:

Расiитываем рабочую скорость пара, т.е. скорость пара отнесённую к рабочей площади тарелки в ВЧК и НЧК:

Теперь расiитаем максимально допустимую рабочую скорость пара:

Для этого сначала произведём предварительные раiёты:

где массовые расходы жидкой и газовой смесей соответственно (см. прил. 2)

для ВЧК:

для НЧК:

Зная коэффициенты найдём по приложению А [3, с. 30] коэффициент при расстоянии между тарелками 300 мм:

Получаем ;

Наконец поiитаем максимально допустимую рабочую скорость пара:

где поверхностное натяжение, мН/м (см. прил. 2);

для ВЧК:

для НЧК:

Как видно, и , т.е. это условие выполняется.

Проверим теперь другое условие: 0.3<k=w/wmax<0.6, где и соответственно скорость пара в свободном сечении колонны и максимальная скорость пара в свободном сечении колонны.

Скорость пара в свободном сечении в ВЧК и НЧК расiитывают по формулам:

Максимальная скорость пара в свободном в ВЧК и НЧК расiитывают по формуле:

где k1 и k3 - коэффициенты зависящие от типа тарелок, для клапанных k1=1.15 и k3=1.22,2 - коэффициент, зависящий от давления, для колонн работающих под атмосферным давлением принимается k2=1; h - расстояние между тарелками, принято равным 0.3 м; q - линейная плотность орошения.

Линейную плотность орошения расiитывают по формуле:

<

Copyright © 2008-2014 studsell.com   рубрикатор по предметам  рубрикатор по типам работ  пользовательское соглашение