Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Расчет тарельчатых колонных аппаратов

.docx
Скачиваний:
7
Добавлен:
10.03.2023
Размер:
102.31 Кб
Скачать

Домашнее задание на тему:

Расчет тарельчатых колонных аппаратов

Вариант 2

Москва, 2019

Дано:

Рассчитать процесс непрерывной ректификации бинарной системы ацетон-метанол, поступающей в количестве W1=1500 кг/ч с концентрацией а1=12,5%. Необходимо получить продукт с концентрацией a2=78% и кубовой остаток с концентрацией a0=1%. Коэффициент избытка флегмы σ=3,5. КПД тарелки η=0,65. Давление греющего пара, обогревающего куб колонны, Pгр=2,5 атм.

Определить:

  • число действительных и теоретических тарелок;

  • диаметр колонны;

  • расходы тепла и греющего пара в кубе, охлаждающей воды в конденсаторе;

  • определить поверхность теплообмена конденсатора.

Описание технологической схемы ректификационной установки:

Принципиальная схема процесса непрерывной ректификации бинарных смесей показана на рис. Исходная смесь подогревается в подогревателе 1 (предпочтительно до температуры кипения или близкой к ней) и подается в ректификационную колонну 2, внутри которой размещены контактные устройства (тарелки, насадка). Источником жидкого потока является конденсатор 3. В схеме предусмотрен холодильник 4, а также емкость полученного продукта 5. Перекачивающие насосы на рисунке не показаны.

Рисунок 1.1. Схема ректификационной установки

1-обогревающее устройство, 2-ректификационная колонна, 3-конденсатор, 4-холодильник дистиллята, 5-сборник

  1. Подбор данных по равновесию и построение диаграмм фазового равновесия Y=f(X) и t=f(X,Y).

t

х

у

56,1

1

1

55,05

0,9

0,8

55,3

0,8

0,725

56

0,7

0,656

56,7

0,6

0,586

57,6

0,5

0,513

58,7

0,4

0,428

60,2

0,3

0,322

62,5

0,2

0,186

63,6

0,1

0,102

64,5

0,05

0

56,1

0

1

  1. Пересчет массовых концентраций в мольные

  1. Расчет флегмового числа

    1. Минимальное флегмовое число

    1. Действительное флегмовое число

  1. Определение числа теоретических и действительных тарелок

  1. Определение рабочей высоты колонны

где h=0,2-0,6 м – межтарельчатое расстояние

  1. Определение потоков в колонне

    1. Поток в кубе:

    1. Поток в дистилляте:

    1. Проверка:

- верно

  1. Расчёт диаметров укрепляющей и отгоняющей колонны

Для решения необходимы равновесные данные для всех концентраций. Сведем их все в таблицу:

a

x

y

t

1

0,125

0,073

0,14

63,3

2

0,78

0,662

0,7

55,5

0

0,01

0,006

0,1

64,4

    1. Расчет диаметра колонны в укрепляющей части:

Плотности ацетона и метанола при t2=55,5°С находим из справочных данных:

ρацетона­=746 кг/м3; ρметанола­=748 кг/м3

    1. Расчет диаметра колонны в отгонной части:

Плотности ацетона и метанола при t0=64,4°С находим из справочных данных:

ρацетона­=735 кг/м3; ρметанола­=737 кг/м3

Тепловой расчет

  1. Расчет расхода тепла в кубе и конденсаторе

    1. Расход тепла в кубе

Справочные данные:

Са= 2,22 кДж/кг*К

С­b= 2,47 кДж/кг*К

ra= 525 кДж/кг

rb= 1100 кДж/кг

    1. Расход тепла в конденсаторе

  1. Расчет расхода греющего пара и охлаждающей воды

    1. Расход греющего пара

rгп = 2183кДж/кг (при Ргп = 5 атм)

    1. Расход охлаждающей воды

Св- теплоемкость воды при t=19° (средняя температура в конденсаторе)

  1. Расчет поверхности теплообмена конденсатора

K=600 Вт/м2К

.