Проектирование ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси ацетон - уксусная кислота
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
тов в жидком состоянии при температуре кипения ; - вязкость жидкости при температуре 20 С,
Используя формулу (24) определяем вязкости жидких смесей для верхней и нижней частей колонны: ;
Мольные объемы компонентов находим как сумму атомных объемов [4,404]:
Тогда коэффициент диффузии в жидкости для верхней части колонны при 20 С равен:
Для нижней части колонны:
Температурный коэффициент b определим по формуле:
(29)
где и принимают при температуре 20 С
Отсюда
Коэффициент диффузии в паровой фазе может быть вычислен по уравнению:
(30)
где T - средняя температура в соответствующей части колонны, К; P - абсолютное давление в колонне, Па
Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе:
(31)
где U - плотность орошения
[1, 198](32)
Вязкости паров определяем по формуле:
(33)
где и - вязкости паров изопропанола и воды;
- средняя концентрация паров; - средние мольные массы паров
Коэффициент массоотдачи в паровой фазе:
(34)
Переiитаем коэффициенты массоотдачи на :
Число действительных тарелок в колонне может быть определено графоаналитическим методом (построением кинетической линии). Для этого необходимо расiитать общую эффективность массопередачи на тарелке (к.п.д. по Мерфри). Эффективность по Мерфри включает локальную эффективность, а так же учитывает продольное перемешивание, межтарельчатый унос и долю байпасирующей жидкости. Однако для применения этого метода потребуются дополнительные данные, соответствие которых большей частью не подтверждено. Поэтому при проектировании тарельчатых колонн можно ограничиться оценкой локальной эффективности для определения числа реальных ступеней.
Локальная эффективность связана с общим числом единиц переноса по паровой фазе на тарелке следующим соотношением[1.241]:
(35)
(36)
Здесь в ; - средняя мольная масса паров,
определяют по уравнению аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений:
(37)
где и - коэффициенты массоотдачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки соответственно для жидкой и паровой фаз.
Коэффициенты массоотдачи, расiитанные по средним значениям скоростей и физических свойств паровой и жидкой фаз, постоянны для верхней и нижней частей колонны. В то же время коэффициент массопередачи - величина переменная, зависящая от кривизны линии равновесия, т.е. от коэффициента распределения. Поэтому для определения данных, по которым строится кинетическая линия, необходимо вычислить несколько значений коэффициента массопередачи в интервале изменения состава жидкости от до .
Ниже приведен раiет координат точек кинетической линии.
коэффициенты массопередачи
общее число единиц переноса на тарелку
локальная эффективность
Для нижней части колонны:
коэффициенты массопередачи
общее число единиц переноса на тарелку
локальная эффективность
Взяв отсюда значения и , наносим на диаграмму x -y точки, по которым проводим кинетическую линию. Построением ступеней между рабочей и кинетической линиями в интервалах концентраций от до определяем число действительных тарелок для верхней (укрепляющей) части и в интервалах от до - число действительных тарелок для нижней (иiерпывающей) части колонны .
Общее число действительных тарелок:
Высоту тарельчатой ректификационной колонны определяем по формуле:
(45)
где - расстояние между тарелками, ; , - расстояние соответственно между верхней тарелкой и крышкой колонны и между днищем колонны и нижней тарелкой, .
Согласно [5,17] , а
Отсюда получим:
3.4 Гидравлические сопротивления тарелок колонны
Гидравлическое сопротивление тарелок колонны определяют по формуле:
(46)
где и - гидравлическое сопротивление тарелки соответственно верхней и нижней частей колонны, Па.
Полное гидравлическое сопротивление одной тарелки складывается из трех слагаемых:
(47)
Гидравлическое сопротивление решётчатой тарелки расiитывается по уравнению (47) без учёта сопротивления Р3, обусловленного силами поверхностного натяжения.[5,9]
Гидравлическое сопротивление сухой (неорошаемой) тарелки[1.210]:
(48)
где - коэффициент сопротивления сухих тарелок; - свободное сечение тарелки
Принимая значение коэффициента , получим:
Для верхней части колонны:
Для нижней части колонны:
Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя (пены) на тарелке[1.210]:
(49)
Для верхней части колонны:
Для нижней части колонны:
Тогда полное гидравлическое сопротивление:
Для верхней части колонны:
Для нижней части колонны:
Гидравлическое сопротивление ректификационной колонны:
3.5 Тепловой раiет установки
Расход теплоты, отдаваемой охлаждающ
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение