- •Российский химико-технологический университет имени д. И. Менделеева. Кафедра процессов и аппаратов химической технологии. Пояснительная записка
- •Содержание
- •Равновесные данные и определение оптимального флегмового числа
- •Рассчитываем среднемассовые нагрузки (расходы) по жидкостям для верха и низа колонны.
- •Рассчитываем среднемассовые поток пара для верха и низа колонны.
- •Физические свойства компонентов разделяемой смеси
- •Расчет физических величин смеси: для бинарных смесей без образования химических соединений справедливо правило аддитивности.
- •Вязкость жидких смесей
- •Вязкость паров для верха и низа колоны
- •Определение диаметра колонны и высоты насадки
- •Найдем предельную фиктивную скорость при которой происходит захлебывание колоны
- •Найдем рабочею скорость.
- •Рассчитываем диаметр ректификационной колонны.
- •4. Высота насадки
- •1. Расчет расходов
- •2. Подбор конденсатора-газоотводчика (ко)
- •3. Подбор теплородов
- •1. Выбор конструктивного материала
1. Расчет расходов
2. Подбор конденсатора-газоотводчика (ко)
-
КО кипятильника =
К = 1 т / час ДУ = 20мм
-
КО подогревателя =
К = 1 т / час ДУ = 20м
3. Подбор теплородов
(Подбор ведем по таблице из П 1.2. (1) ) принимаем = 30 м/с при подаче паров; = 2 м/с подача насосом; = 0,5 м/с подача самотеком.
1. Трубопровод «Исходная емкость – Колонна » G = F w = 2 = Fx
32 x 3 X 18H10T
2. Трубопровод «Колонна – Дефлегматор » G = P(R+1) w = 30 = Py
113 x 7 X 18H10T
3. Трубопровод «Дефлегматор – Колонна » G = PR w = 2 = Pх
25 x 3 X 18H10T
4. Трубопровод «Дефлегматор – Холодильник » G = R w = 0,5 = Pх
45 x 4 X 18H10T
5. Трубопровод «Колонна – Кипятильник » G = W w = 0,5 = Wх
56 x 3.5 X 18H10T
6. Трубопровод «Кипятильник – Колонна » G = W w = 30 = Wу
108 x 6 X 18H10T
Аналогичный расчет проводиться для подачи воды (w = 2 м/с) и подачи пара ( w = 30 м/с)
Вода – дефлегматор 89 х 6
– холодильник дистиллята 89 х 6
– холодильник кубового остатка 89 х 6
Пар – кипятильник 89 х 6
–подогреватель 48 х 6
Подбор теплообменника
1. подогрев исходной смеси (П 2.4.4. (1) ) (для пара данные см выше (**))
150 150
tср=600С 101
20
Принимаем ориентировочное значение теплопередачи:
Считаем ориентировочную поверхность тепоотдачи:
получаем: м2
Задаваясь числом Re2= 15000 определяем следующие соотношение для конденсата из трубы с диаметром 25х2
где n – общие число труб z- число ходов по трубам d- внутренний диаметр:
Уточненный расчет поверхности теплопередачи
берем n = 13 z = 1 тогда
коэффициент теплоотдачи к воде:
коэффициент теплоотдачи от пара:
коэффициент теплопередачи
м2
выбираем теплообменник
Д=159 d = 25 x 2 ; n = 13 ; z =1 ; H=6 F=6 м2
запас поверхности
2.Дефлегматор (П 2.4.4 (1) ) (данные для воды см выше (***) )
85 85
25
15
Принимаем ориентировочное значение теплопередачи:
Считаем ориентировочную поверхность теплоотдачи
Уточненный расчет поверхности теплопередачи
Берем n= 56 z = 2
коэффициент теплоотдачи к воде:
коэффициент теплоотдачи от пара:
м
Д=325 d = 25 x 2 ; n = 56 ; z =2 ; H=2 F=8 м2
3. Холодильник дистиллята. (Берем труба в трубе)
85 30
25 15
м2 = 3 d = 38 x 3.5 ; Д =57 х 4 (п 2.1.2 (1))
Теплоотдача от смеси к стенке
от воды к стенки
м2
Берем n /z = 5 тогда
В этом случае запас поверхности будет еще столько же разборный труба в трубе d = 38 x 3.5 L = 57 x 4 n/z = 3 H = 6 F = 6; вода по внутренней трубе
4.Холодильник кубового остатка
130
30
25 15
Берем труба в трубе n/z=5 d=38 x 3.5 Д=76 х 4
Теплоотдача от смеси к стенке
от воды к стенки
запас поверхности
Разборный труба в трубе Д = 76 х 4 d = 38 x 3.5 n/z = 9 H = 6 F = 10 вода по внутренней трубе ;
5. Кипятильник
(считаем по П.2.4.5 (1))
150 150
130 130
Удельная теплопроводность
Поверхностное натяжение
Удельная теплота конденсации
Вязкость:
Определение коэффициент теплоотдачи от пара, конденсирующегося на наружную поверхность труб высотой Н, используем формулу:
Расчет коэффициента:
Средняя разность температур:
Определение коэффициент теплоотдачи кипящей жидкости определим по формуле:
Расчет коэффициента:
при Н=2
F= 40 м2
q2 = 1.4*104 аналогично f(q2)= 2.0242
запаса
Д=600 d = 25x2 n = 257 z = 1 H=2
Подбор насоса подачи исходной смеси
(стр 21 – 21 (3) )
Всасывающий трубопровод вход 6 труб 3 колена 900
1 вентиль L = 5 м
Нагнетательный трубопровод из труб ; 5 колен ; 3 вентиля теплообменником можно пренебречь (с учетом того что ходов теплообменнике всего 1) Hг=7м; L=15м
(стр 38 (3))
Центробежный насос: Х20/31; Hmax=31 м ; Qmax=5.5*10-3
Двигатель: ВАО-31-2; Nmax=3 кВт
Подбор емкостей
Подбор емкости по ГОСТ 13367 – 76 год
где Д и L диаметр и длинна емкости = 1 час
1. Емкость исходной смеси:
2.Емкость дистиллята
3. Емкость кубового остатка