- •1. Требования к конструкции ректификационных колонн
- •2. Классификация колонных аппаратов
- •2.1 Классификация в зависимости от относительного движения фаз
- •2.2 Классификация тарелок
- •3. Описание аппаратурной схемы
- •3.1 Характеристика смеси. Уксусная кислота
- •3.2 Технологический расчет
- •3.3 Средние массовые расходы по жидкости для верхней и нижней частей колонны
- •3.4 Расчет скорости пара и диаметра колонны
- •4. Определение высоты светлого слоя жидкости на тарелке и паросодержания барботажного слоя
- •5. Расчет коэффициентов массопередачи и высоты колонны
- •6. Построение кинетической линии и определение числа действительных тарелок
- •7. Расчет дефлегматора
- •8. Выбор стандартного оборудования
- •9. Описание аппаратурной схемы
- •10. Описание основных аппаратов
7. Расчет дефлегматора
1) Вид охлаждаемого агента- 100% уксусная кислота.
2) tн1= 115 ºC, tк1 = 35º C
3) Производительность аппарата по смеси G1 =P= 0,48 кг/с.
Выбор теплоносителя и режима движения
1) Выберем кожухотрубчатый теплообменник, направим исходную смесь в трубное пространство, а охлаждающий агент в межтрубное.
2) Выберем противоточный режим движения теплоносителей, так как разница температур между начальной температурой смеси и конечной температурой холодного теплоносителя велика.
3) В качестве охлаждающего агента выберем артезианскую воду с tн2 = 10º C; tк2 = 45º C.
4. Рассчитываю тепловую нагрузку аппарата и расход воды на охлаждение
5.Задаёмся значением коэффициента теплопередачи
При движении веществ, не меняющих агрегатное состояние от жидкости к жидкости при свободном движении.
8. Выбор стандартного оборудования
К конструкциям массообменных аппаратов предъявляют следующие основные требования: дешевизна, простота в обслуживании, высокая производительность, максимально развитая поверхность контакта между фазами и эффективность передачи массы вещества из одной фазы в другую, устойчивость режима в широком диапазоне нагрузок, максимальная пропускная способность по паровой (газовой) и жидкой фазе, минимальное гидравлическое сопротивление, прочность конструкции и долговечность. Таким образом, из выше представленного описания ректификационных процессов и аппаратов и произведенных расчетов, можно сделать вывод, что целесообразно выбрать:
1) непрерывный процесс, т.к. он обеспечивает высокую производительность и качество продукции, постоянство физико-химических характеристик веществ смеси: температуры, концентрации веществ, давление и многое другое;
2) тарельчатую колонну, т.к. обеспечивает большую производительность, четкое разделение смесей и работает в широком диапазоне изменений нагрузок со следующими техническими характеристиками:
диаметр колонны, мм |
1800 |
количество тарелок N |
48 |
высота ректификационной колонны Hк, мм |
27000 |
расстояние между тарелками H, м |
0,5 |
расстояние между верхней тарелкой и крышкой колонны zВ, м |
1,0 |
расстояние между днищем колонны и нижней тарелкой zН, м |
2,0 |
3) ситчатые тарелки, т.к. тарелки имеют малое сопротивление, высокий к.п.д., работают при значительных нагрузках и отличаются простотой конструкции. По каталогу выбрали колпачковую тарелку для колонны диаметром 1800 мм типа ТС-Р со следующими конструктивными характеристиками:
Свободное сечение колонны, м2 |
2,54 | |
Рабочее сечение тарелки, м2 |
2,294 | |
Относительное свободное сечение, % |
18,8 | |
При d,мм (диаметр отверстия) |
При t,мм(шаг между отверстиями) | |
8 |
15 | |
Сечение перелива, м2 |
0,123 | |
Относительная площадь перелива, % |
4,85 | |
Периметр слива, мм |
1050 | |
Высота переливного порога |
30 | |
Ширина переливного порога |
1050 | |
Масса, кг |
115 |
4)Дефлегматор, предназначенный для конденсации паров и подачи орошения в колонну. В результате расчетов выбрали дефлегматор (кожухотрубчатый теплообменник) со следующими характеристиками:
Диаметр кожуха Dкож,мм |
273 |
Площадь поверхности теплообмена с запасом F, м2 |
4 |
Диаметр трубы d, мм |
20×2 |
Длина трубы H,м |
1 |
Число ходов z |
1 |
Общее число труб n |
61 |
Площадь самого узкого сечения, м² |
0,007 |
Площадь одного хода по трубам, м² |
0,012 |
5) Выносной кипятильник, т.к. он более удобен для ремонта и замены и обеспечивает естественную циркуляцию жидкости. Кипятильник или куб, предназначен для превращения в пар части жидкости, стекающей из колонны, и подвода пара в ее нижнюю часть (под насадку или нижнюю тарелку). Кипятильник имеет поверхность нагрева в виде змеевика или представляет собой кожухотрубчатый теплообменник, встроенный в нижнюю часть колонны.
В периодически действующих колоннах куб является не только испарителем, но и емкостью для исходной смеси. Поэтому объем куба должен быть в 1,3 – 1,6 раза больше его единовременной загрузки (на одну операцию). Обогрев кипятильников производится водяным насыщенным паром.