Проектирование ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси ацетон - уксусная кислота
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
p>
для ВЧК:
для НЧК:
Тогда:
для ВЧК:
для НЧК:
Коэффициенты k:
для ВЧК:
для НЧК:
Как видно: и , т.е. условие выполняется для обеих частей колонны.
Выберем высоту сливной планки и расiитаем высоту светлого слоя жидкости по формуле:
где ;поверхностные натяжения смеси и воды при
средних температурах в ВЧК и НЧК (для смеси см. прил. 2, для воды [2, с. 10]), мН/м;
динамический коэффициент вязкости смеси, мПатАвс(см. прил. 2)
для ВЧК:
для НЧК:
Высота газожидкостного (барботажного) слоя расiитывается по уравнению:
,где газосодержание барботажного слоя;
критерий Фруда, где ускорение свободного падения, м2/с.
Перейдём к раiёту:
Для ВЧК:
для НЧК:
Расiитываем скорость пара в свободном сечении тарелки:
Расiитаем минимальную скорость пара в свободном сечении тарелки, чтобы узнать, не является ли наша скорость слишком маленькой:
где приведённая плотность орошения,
для ВЧК:
для НЧК:
Итак: и
, т.е. скорость пара достаточно высока, чтобы не требовалось заглушать клапаны и в то же время не превышает максимального значения, которое принимается равным 12 м/с.
Расiитаем коэффициент открытия клапанов и уточним рабочее относительное сечение тарелки:
Сначала определим раiётную максимальную скорость пара в свободном сечении клапанов:
где коэффициент гидравлического сопротивления технологических зазоров клапанов; коэффициент гидравлического сопротивления открытого клапана; далее расiитаем максимальный фактор паровой нагрузки в свободном сечении клапанов:
для ВЧК:
для НЧК:
Зная выберем удельную нагрузку клапана:
Расiитаем вспомогательный комплекс:
И коэффициент открытия клапанов:
для ВЧК:
для НЧК:
Т.к. коэффициент открытия клапанов не может быть больше 1, то примем (согласно указаниям [3, с.14]).В таком случае уточнённое рабочее относительное сечение тарелки совпадёт с тем, что принято изначально и рабочая скорость пара в свободном сечении тарелки также не изменится. Расiитаем относительный унос жидкости (брызгоунос) по формуле:
где hc - высота сепарационного пространства, м;
Высота сепарационного пространства определяется по соотношению:
где коэффициент вспениваемости (для системы бензол-толуол примем , как для слабопенящейся системы), тогда:
для ВЧК:
для НЧК:
Величина уноса не превышает 0.1, значит это условие сходится и выбрано достаточно большое расстояние между тарелками.
Проверка работы переливного устройства. Колонна должна работать без захлёбывания, а для этого необходимо выполнение условия: , где фактическая скорость жидкости в переливном устройстве, м/с, максимально допустимая скорость жидкости в переливе, м/с, которые расiитывают по формулам:
для ВЧК:
для НЧК:
Заданное условие выполняется для обеих частей колонны.
3.3 Высота колонны
.3.1 Высота светлого слоя жидкости на тарелке и паросодержание барботажного слоя
Высоту газожидкостного слоя для решётчатых тарелок находим по уравнению [5,9]:
(23)
где - критерий Фруда (оптимальный).
Коэффициент С определяется по соотношению
Где U-плотность орошения, м3/м2с и - поверхностное натяжение Н/м , - вязкость жидкости ;
Вязкости жидких смесей находим по уравнению:
(24)
где и - вязкости чистых изопропанола и воды.
Поверхностные натяжения жидкости равны: ,
Плотность орошения (приведённая скорость жидкости) расiитывается по формуле[5,9]
где L-расход жидкости, кг/с, S-площадь поперечного сечения выбранной стандартной колонны.
Паросодержание барботажного слоя находим по формуле[5.9]:
(25)
Высота светлого слоя жидкости на тарелке h0 расiитывается по формуле:
Брызгоунос расiитывается по формуле
Где hc - высота сепарационного пространства, k - поправочный коэффициент.
Высота сепарационного пространства определяется по соотношению:
Поправочный коэффициент
Тогда =0.01<0.1, значит расстояние между тарелками выбрано правильно.
3.3.2 Коэффициенты массопередачи и высота колонны
Для определения коэффициентов массоотдачи определим коэффициенты молекулярной диффузии в жидкой и паровой фазах.
Коэффициент диффузии в жидкости при средней температуре t (в C) равен[4.289]:
(27)
Коэффициент диффузии при 20 С можно вычислить по приближенной формуле [1, 234]
(28)
где A, B - коэффициенты, зависящие от свойств растворенного вещества и растворителя;
и - мольные объемы компонен
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение