Geum.ru

Расчет стоимости ректификационной установки

Курсовой проект - Химия

Другие курсовые по предмету Химия

ия ?, относительно минимального флегмового числа с шагом 0,1. Результаты расчета сведены в таблице 8. На рисунке 3 представлен график зависимости N•(R+1) от коэффициента орошения ?. Используя этот график определяем оптимальный коэффициент орошения ?опт по минимуму значения N•(R+1).

 

R = ? • Rmin

X =

Y = 1 exp

N =

 

Таблица 7 Оптимизация флегмового числа

?RXYNN•(R+1)1,11,3619750,0524210,60338322,8489553,968651,21,4857910,0996190,55182420,1053649,977731,31,6096070,1423390,5099918,3034947,764921,41,7334230,1811880,4745717,0022346,474281,51,8572390,2166710,4441516,0170245,764451,61,9810550,2492060,41770815,2442645,443981,72,1048710,2791460,39447814,6210845,396561,82,2286870,306790,37388114,107245,547731,92,3525030,3323910,3554713,6756845,847742,02,4763180,356170,33889913,3078146,262182,12,6001340,3783120,32389112,990246,766482,22,723950,3989830,31022412,7130247,342652,32,8477660,4183220,2977212,4688547,977222,42,9715820,4364570,28622912,2520248,659892,53,0953980,4534940,27562812,0580949,382662,63,2192140,4695320,26581511,8835450,139222,73,343030,4846550,25670111,7255750,92452,83,4668460,498940,24821111,5818751,734442,93,5906620,5124540,24028311,4505752,565683,03,7144780,5252580,2328611,3300953,41547

Рисунок 3 График зависимости N•(R + 1) от коэффициента орошения ?

?опт = 1,7;

Rопт = 2,104871.

Определяем действительное число тарелок в колонне:

 

Nдейст = ,

 

где ? коэффициент полезного действия тарелки.

? = 0,5

Nдейст = = 30.

Рассчитаем диаметр колонны, по формуле:

Д = , м,

 

где V секундный объемный расход газового потока, м/с;

?доп допустимая скорость движения паров, м/с.

 

Vс = ,

 

где D количество дистиллята (из материального баланса),

D = 6028.

 

?доп = 0,05 • ,

 

где ?жид = ? ?iD • xiD;

?iD плотность i-го компонента;

xiD массовая доля i-го компонента в дистилляте.

?Пропан = 582

?n-Бутан = 579

?n-Пентан = 626 (из таблицы)

xПропан = 0,4653

xn-Бутан = 0,5193

xn-Пентан = 0,0154 (из материального баланса)

?жид = 581,94

 

?п = ,

 

где Мв молекулярный вес смеси (из материального баланса);

Р давление в колонне (общее), атм;

Тср средняя температура, К.

Р = 20,08 атм;

Тср = 378,81 К.

Мв = ? Мi • xiD,

где Мi молярная масса i-го компонента;

xiD мольная доля i_го компонента в дистилляте.

Значения Мi и xiD берем из материального баланса.

Мв = 44,21

?п = = 28,56

?доп = 0,05 • = 0,2201

V = = 0,1820 м/с

Д = = 1,026 м,

принимаем Д = 1,2 м.

Высоту колонны определим по формуле:

 

Нкол = (Nдейст 1) • 0,5 + 2•Д

 

0,5 расстояние между тарелками.

Нкол = (30 1) ? 0,5 + 2 ? 1,2 = 16,9 м,

принимаем высоту колонны 17 м.

Для данного процесса разделения многокомпонентной смеси необходима колонна, имеющая следующие параметры:

  1. Диаметр колонны 1,2 м;
  2. Высота колонны 17 м;
  3. Давление насыщенных паров компонентов 20,08 атм;
  4. Температура верха колонны 60,00 ОС;
  5. Температура питания колонны 107,25 ОС;
  6. Температура куба колонны 150,18 ОС;
  7. Флегмовое число 2,1049;
  8. Число действительных тарелок 30.

 

2.5 Расчет аппарата Т5

 

Теплообменник Т5 (конденсатор) предназначен для конденсации паров гексановой фракции, выходящих из верха колонны.

Температурная схема потоков в аппарате представлена на рисунке 4.

Средняя разность температур:

 

?tср = = = 23,6045 ОС.

 

Тепловая нагрузка определяется по формуле:

Q = D • (R + 1) • r / 3600, кВт,

где D количество дистиллята, кг/ч;

R флегмовое число;

r скрытая теплота парообразования, кДж/кг.

 

Рисунок 4 Температурная схема потоков в аппарате Т5

 

Q = 6028 • (2,1049 + 1) • 426,689 / 3600 = 2218,33 кВт.

Принимаем K = 250 Вт/м2 К, тогда площадь теплообмена составит:

 

F = = = 375,92 м2.

 

К установке принимаем теплообменник по ГОСТ 1511879, тип ТН, с характеристиками:

  1. Поверхность теплообмена 510 м2;
  2. Длина трубок 6,0 м;
  3. Диаметр трубок 252 мм;
  4. Число ходов 1;
  5. Количество трубок 1083;
  6. Диаметр кожуха 1200 мм;
  7. Количество 1шт.

 

2.6 Расчет аппарата Е6

 

Аппарат Е6 флегмовая емкость предназначена для сбора и кратковременного хранения гексановой фракции, направляемой обратно на блок экстракции.

Требуемая вместимость емкости составит:

 

V = ,

D = 6028 кг/ч; К = 0,75; ? = 0,5 ч.

V = = 21,4410 м3.

 

К установке принимаем емкость по ГОСТ 993179, типа ГЭЭ, с характеристиками:

  1. Вместимость 25 м3;
  2. Диаметр 2400 мм;
  3. Длина 5845 мм;
  4. Масса 5945 кг;
  5. Количество 1 шт.

 

2.7 Расчет аппарата Н7

 

Насос предназначен для подачи орошения на ректификационную колонну и вывода балансового количества фракции с блока ректификации.

Подбор насоса осуществляем по производительности и напору.

Производительность составит:

 

Q = = = 32,1615 м3/ч.

 

Напор насоса составит:

 

H = + Hг +?h,

 

Нг равен высоте колонны, 17 м; ?h = 7,5 м.

Так как, давление в аппарате, из которого перекачивается жидкость, и давление в аппарате, в который перекачивается жидкость, равны, составляющая = 0.

Тогда, H = Hг +?h = 17 + 7,5 = 24,5 м.

К установке принимаем насос марки Х 45/31, с характеристиками:

  1. Производительность 45 м3/ч;
  2. Напор 31 м. ст. ж.;
  3. Частота вращения двигателя 2900 об/м;
  4. Мощность 15 кВт;
  5. Количество 2 шт. (один насос в резерве).

 

2.8 Расчет аппарата Т8

 

Кипятильник Т8 необходим для создания парового потока в ректификационной колонне.

Теплова нагрузка на кипятильник определена ранее и составляет Q = 2135,5 кВт.

В качестве теплоносителя принимаем водяной пар давлением в 12 атм, с температурой 187,1 ОС.

Расход пара составит:

 

Gпара = ,

 

r = 1995 кДж/кг.

Gпара = = 1,11 кг/ч

Температурная схема потоков в ап?/p>