- •Курсовой проект
- •1. Задание к курсовому проекту.
- •2. Описание технологической схемы.
- •3. Расчет основного аппарата.
- •3.1 Определение производительности по дистилляту и кубовому остатку.
- •3.2 Определение молярных концентраций исходной смеси, дистиллята и кубового остатка.
- •3.3 Построение равновесной кривой и изобары температур кипения
- •3.4 Определение минимального флегмового числа.
- •3.5 Определение рабочего флегмового числа.
- •3.6 Средние массовые расходы.
- •3.6.1Средние массовые расходы по жидкости верхней и нижней части колонны.
- •3.6.2 Средние массовые потоки пара верхней и нижней частях колоны.
- •3.7 Определение скорости пара и диаметра колонны.
- •3.7.1 Средняя скорость пара.
- •3.7.2 Диаметр ректификационной колонны.
- •3.7.3 Скорость пара в рабочем сечение тарелки.
- •3.8 Гидравлический расчет тарелок.
- •3.8.1 Гидравлический расчет тарелок в верхней части колоны.
- •3.8.2 Гидравлический расчет тарелок в нижней части колоны.
- •3.8.3 Минимальное расстояние между тарелками.
- •3.9.4 Общее число единиц переноса на тарелку.
- •3.9.5 Локальная эффективность.
- •3.9.6 Фактор массопередачи.
- •3.9.7 Число ячеек полого перемешивания.
- •3.9.8 Относительный унос жидкости.
- •3.9.9 К.П.Д. По Мэрфри.
- •3.9.10. Построение кинематической лини.
- •3.9.11 Определение гидравлического сопротивления колонны.
- •5.2 Расчет Конденсатора.
- •5.3 Расчет Кипятильника.
- •5.4 Расчет Холодильника.
- •5.5 Насос для подачи исходной смеси.
- •7. Тепловой баланс процесса ректификации.
3.4 Определение минимального флегмового числа.
y* - (по рис. 1)
3.5 Определение рабочего флегмового числа.
Задавшись различными коэффициентами избытка флегмы β(рис. 2). Определим соответствующие флегмовые числа. Графически построение ступеней изменения концентрации между рабочей и равновесной лини на диаграмме состава пара –yи состава жидкости –x(рисунок № 3) находимN [1]. Равновесные данные для различных систем приведены в справочнике [4]. Результаты расчетов рабочих флегмового числа представленные на (рис. 5) и переведены в таблице 2.
Таблица 2.
R |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
β |
0.469 |
0.447 |
0.428 |
0.410 |
0.394 |
0.379 |
0.365 |
N |
42 |
25 |
21 |
18 |
17 |
16 |
16 |
N(R+1) |
88.2 |
55 |
48.3 |
43.2 |
42.5 |
41.6 |
43.2 |
Минимальное произведения N(R+1) соответствуют флегмовому челуR=1.5. При этом коэффициент избытка флегмы:на рис. 6 представлены рабочие линии и ступени имения концентрации для верхней (укрепляющей) и нижней (исчерпывающей) части колонны соответствии с найденным значениемR.
3.6 Средние массовые расходы.
3.6.1Средние массовые расходы по жидкости верхней и нижней части колонны.
Средние массовые расходы (нагрузки) по жидкости верхней и нижней части колонны определяют из соотношения:
; ;
где MPиMF– мольные массы дистиллята и исходной смеси;МВиМН– средние мольные массы верхней и нижней части колоны.
Средние мольные массы жидкости верхней и нижней частях колоны соответственно равны:
где - мольные массы метилового спирта и воды ;
- средний мольный состав жидкости верхней и нижней части колоны
кмоль/кмоль смеси;кмоль/кмоль смеси;
Тогда мольные массы верхней и нижней части колоны:
кг/кмоль;
кг/кмоль;
мольные массы исходной смеси и дистиллята:
кг/кмоль;
кг/кмоль;
кг/с
кг/с;
3.6.2 Средние массовые потоки пара верхней и нижней частях колоны.
Средние массовые потоки пара верхней GBи нижнейGHчастях колоны
кмоль/кмоль смеси;кмоль/кмоль смеси;
кг/кмоль;
кг/кмоль;
кг/с;
кг/с;
3.7 Определение скорости пара и диаметра колонны.
3.7.1 Средняя скорость пара.
Средняя скорость пара для сетчатых тарелок верхней и нижней части колоны:
м/с;
х = 1428.5кг/м3– средняя плотность жидкости по колонне;
у= 3.262кг/м3– средняя плотность пара по колонне;
Принимаем средний массовый поток пара в колоне G:
кг/с;
3.7.2 Диаметр ректификационной колонны.
Диаметр ректификационной колонны:
м
По каталогу ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1991г., «Ректификационные и Абсорберцоионные калонны» для колоны диаметром1200мм ОСТ 26-805-73 выбираем сетчатую тарелку ТС-Р2 со следующими конструктивными размерами:
Свободное сечение колоны Fc |
м2 |
1.13 |
Рабочие сечение тарелки Sт |
м2 |
1.01 |
Относительное свободное сечение тарелки |
% |
11,1 |
Диаметр отверстия dо |
мм |
4 |
Шаг между отверстиями t |
мм |
8 |
Сечение перелива Sп |
м2 |
0.06 |
Относительная площадь перелива |
% |
5,3 |
Периметр слива Lсл |
м |
0.980 |
Масса |
кг |
62 |