Проектирование ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси ацетон - уксусная кислота
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
Вµй воде в дефлегматоре-конденсаторе, находим по уравнению:
(52)
(53)
где и - удельные теплоты конденсации ацетона и уксусной кислоты.
Расход теплоты получаемой в кубе-испарителе от греющего пара, находим по уравнению:
(54)
Здесь тепловые потери принимаем равными 3% от полезно затрачиваемой теплоты;
, ,
Расход теплоты в подогревателе исходной смеси:
(55)
Здесь тепловые потери принимаем равными 5% от полезно затрачиваемой теплоты; теплоемкость исходной смеси взята при средней температуре в теплообменнике:
Расход теплоты отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята:
(56)
Тепловые потери принимаем равными 5% от полезно затрачиваемой теплоты; удельная теплоемкость дистиллята взята при средней температуре:
Расход теплоты отдаваемой от кубовой жидкости охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка:
(57)
Тепловые потери принимаем равными 5% от полезно затрачиваемой теплоты; удельная теплоемкость кубового остатка взята при средней температуре:
Расход греющего пара, имеющего давление и влажность 5%:
а) в кубе испарителе
(58)
где - удельная теплота конденсации греющего пара; - степень сухости.
б) в подогревателе исходной смеси
Расход охлаждающей воды:
а) в дефлегматоре
(59)
где - теплоемкость воды; - плотность воды при средней температуре
б) в водяном холодильнике дистиллята
4. Раiет теплообменной аппаратуры
.1 Подробный раiет подогревателя исходной смеси
Температура конденсации греющего пара С Тепло конденсации идёт на нагрев исходной смеси от начальной температуры 180С до 81.20С
(60)
Выбираем давление греющего пара 3 атмосферы, при котором и .
Определить движущую силу процесса:
;
Определить среднюю температуру исходной смеси:
Определим температуру смеси как разность между температурой конденсации и средней логарифмической разностью температур.
Тсмеси=99,1-41,8=57,30С
.1.1 Турбулентный режим
Выбираем давление греющего пара 3 атмосферы, при котором и .
Определить движущую силу процесса
;
;
Определить среднюю температуру исходной смеси:
При =54,8 находим физико-химические параметры исходной смеси:
=0.158lg0.239+0.842lg0.745=(-0.0982)+(-0.10764)=(-0.20584);
Определить расход теплоты:
Задаемся коэффициентом теплопередачи: и определим поверхность теплообмена:
В качестве конденсатора выбираем двухходовый кожухотрубный теплообменник TH: D=600мм; 25x2мм; ; ; (число рядов труб).
Определим число Re для исходной смеси, которая подается в трубное пространство:
(турбулентный режим течения).
Для водяного пара при конденсации его на пучке его горизонтальных труб при применяется следующая формула:
где (при ), (при ), (при ). Тогда:
.
Итерационный раiет:
Методом итераций задается , находим и уточняем коэффициент теплоотдачи:
принимаем , т.е . Тогда
Задаемся термическим сопротивления загрязнений стенок с обеих сторон и этой стенки:
;
Определить коэффициент теплоотдачи для исходного раствора по формуле:
;
Принимаем =1, с последующими раiетами. Тогда:
;
Без учетарасiитываем
, т.е. надо снова задаться , тогда
Тогда
Находим при =109,8 физико-химические параметры исходной смеси:
=0,158 lg0,16=0,842 lg0,415=(-0,12575)+(-0,3216)=(0,44735)
4.1.2 Определение гидравлических сопротивлений
Гидравлическое сопротивление расiитываем по формуле (70):
Скорость воды в штуцерах:
Согласно [1, 55] принимаем
4.2 Приближенный раiет теплообменных аппаратов
Раiет куба-испарителя:
Из справочных данных [2, 550] определяем температуру греющего пара, имеющего
В соответствии с табл. 2.1 [1] примем
Раiет дефлегматора:
В соответствии с табл. 2.1 [1] примем
Раiет холодильника дистиллята:
В соответствии с табл. 2.1 [1] примем
Раiет холодильника кубового остатка:
В соответствии с табл. 2.1 [1] примем
Заключение
В данной курсовой работе мы произвели раiет ректификационной колонны для разделения смеси: ацетон - уксусная кислота при атмосферном давлении. В качестве ректификационной колонны используется аппарат высотой H=16,3 м и диаметром D=1,8 м.
Был произведен раiёт и выбор теплообменника для подогрева исходной смеси кубовым остатком.
Выбран двухходовой теплообменник с внутренним диаметром кожуха D=0.4 м, числом труб n=316, числом рядов труб np=10, длиной труб l=6 м, с проходным сечением одного хода Sт=0.009 м2, поверхностью теплообмена F=47 м2;
Для изготовления аппарата выбрана нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т по ГОСТ 5949-75 с коэффициентом теплопроводности .
Список использованной литературы
1.Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов под ред. чл. - корр. АН России П.Г. Романкова
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение