3.9.10. Построение кинематической лини.

Зная эффективность по Мэрфри определим концентрацию легколетучего компонента в паре на выходе из тарелке y_к по соотношению:

;

где: y_к - концентрацию легколетучего компонента в паре на входе в тарелку.

;

Результаты заносим в таблицу 9.

Таблица 9.

x	0.034	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.538	0.6	0.7	0.8	0.9	0.985
y	0.073	0.224	0.408	0.533	0.634	0.718	0.745	0.787	0.844	0.896	0.948	0.992

На диаграмме y – x (рис. 7) полученныеточки соединяем плавной линией. Построенная кривая является кинетической кривой.

Число реальных тарелок, которое обеспечивает заданную четкость разделения, находим путем построения ступенчатой линии между рабочей и кинетической линиями. Построение ступенчатой линии проводим от концентраций x_f,x_pи отx_f, x_w.

Число ступеней в пределах концентрацийx_f…x_pравно числу реальных тарелок в укрепляющей секции колонны. Число ступеней в пределах концентрацийx_f…x_wравно числу реальных тарелок исчерпывающей секции колонны.

В результате построения получаем:

• число реальных тарелок в укрепляющей секции колонны – 12;

• число реальных тарелок в исчерпывающей секции колонны – 7;

• общее число тарелок – 19.

Высоту тарельчатой ректификационной колонны определим:

м;

3.9.11 Определение гидравлического сопротивления колонны.

Суммарное гидравлическое сопротивление колонны:

Па;

где: N – общее число тарелок в колонне, равное 19

4. Расчет проходного диаметра штуцеров колонны и выбор

фланцев.

4.1 Штуцер для входа исходной смеси.

м;

где: V_и – объемный расход исходной смеси, м³/с;

м³/с;

ω_и– скорость потока, так как смесь поступает в колонну под напором, принимаем скорость равной 1,2м/с;

G_и – массовый расход исходной смеси, кг/с;

ρ_и – плотность исходной смеси, кг/м³;

Принимаем диаметр штуцера d_и = 100 мм.

4.2 Штуцер для выхода пара в дефлегматор.

м;

где: V_п – объемный расход пара, м³/с;

ω_п– скорость потока пара, принимаем равной 1.6м/с;

м³/с;

кг/с;

G_п – массовый расход пара, кг/с;

ρ_y – плотность пара, кг/м³;

M_д – молярная масса конечного пара/флегмы;

Принимаем диаметр штуцера d_и = 160 мм.

4.3 Штуцер для входа флегмы в колонну.

м;

где: V_ф – объемный расход флегмы, м³/с;

ω_ф– скорость флегмы, принимаем равной 1.2м/с;

м³/с;

кг/с;

Ф – массовый расход флегмы, кг/с;

ρ_ф – плотность флегмы, кг/м³;

M_д – молярная масса конечного пара/флегмы;

Принимаем диаметр штуцера d_и = 100 мм.

4.4 Штуцер для выхода кубовой жидкости.

где: V_к– объемный расход кубовой жидкости,м³/с;

м³/с;

G_к– массовый расход кубовой жидкости, кг/с;

кг/с;

W– массовый расход кубового остатка,кг/с;

Ф- массовый расход флегмы,кг/с;

ω_к – скорость истечения. Так как жидкость выходит самотеком, принимаем 0.2м/с.

Принимаем диаметр штуцера dк= 170мм.

4.5 Штуцер для входа пара из кипятильника.

где: V_ц – объемный расход пара, выходящего из кипятильника 15, м³/с;

Gц – массовый расход циркуляционного пара кг/с;

_п – плотность пара из кипятильника, кг/м³;

M_ср = 47,38

M_ср – молярная масса пара;

ω_ц – скорость входа потока пара из кипятильника, принимаем 20 м/с.

Принимаем диаметр штуцера dц = 170 мм.

4.6 Изготовление штуцеров и выбор фланцев.

Для упрощения конструктивных деталей колонны, будем изготовлять штуцера из отрезков труб соответствующих диаметров. Внешний вылет штуцеров составляет  1.5 от диаметра штуцера, внутренний -  0.3. Чтобы предупредить попадание жидкости во внутреннее пространство штуцера, подающего циркуляционный пар, труба, из которой он изготовлен, обрезается под углом книзу.

К выступающим отрезкам труб привариваются фланцы плоские стальные.

5. Подбор вспомогательного оборудования.

5.1 Расчет Дефлегматора.

Без учета потерь тепла, расход теплоты:

Вт;

где средняя удельная теплоемкость дистиллята, равная

Средняя разность температур:

= 12.76^оС;

Ориентировочная поверхность теплообмена:

полагая K_ор = 300 , т. е. приняв его таким же, как и при конденсации от пара к жидкости.

По каталогу ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1991г., «Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения» принимаем наиболее близкий к ориентировочному значению площади поверхности конденсатор КНГ.

Выбираем стандартный теплообменных аппаратов по ГОСТу 15122-79:

Теплообменник «кожухотрубный» D=600 мм; d_н=25х2 мм; n=257; z=1; l=3 м; S_т=0.089 м²; S_м=0.053 м²; S_в.п=0.04 м²; h=300 мм; n_р=17; F=61 м².