3. Высота

Высота колонны зависит от числа и типа ректификационных тарелок в колонне, а также расстояния между ними. Для обеспечения хорошей ректификации расстояние между тарелками должно быть таким, чтобы не было уноса жидкости с нижележащих тарелок на вышележащие; оно зависит от конструктивного расположения смотровых люков и др. Обычно это расстояние принимается от 0,3 до 0,9, чаще всего 0,5 - 0,7 м. Если эта величина известна, то общую рабочую высоту колонны (Н, м) можно определить по формулам

с колпачковыми тарелками

Н = аn_пр

для насадочных колонн

Н = h_эn_Т

где а - расстояние между тарелками, м; n_пр - число практических тарелок; h_э - высота насадки, эквивалентная одной теоретической тарелке, м; n_Т - число теоретических тарелок.

Фактическая высота колонны больше, так как необходимо учесть высоту, занятую отбойными тарелками, свободное пространство между верхней тарелкой и верхним днищем аппарата, высоту слоя жидкости внизу колонны, высоту постамента колонны. Высоту низа колонны рассчитывают, исходя из 5-10-минутного запаса продукта внизу колонны, необходимого для нормальной работы насоса. Расстояние от уровня жидкости внизу колонны до нижней тарелки принимается равным 1-2 м, чтобы пар, поступающий из кипятильника, равномерно распределялся по сечению колонны.

Высота свободного пространства между верхней тарелкой и верхним днищем колонны может быть принята равной 1/2 диаметра колонны, если днище полукруглое, и 1/4 диаметра, если днище полуэллипс.

Пример 4.10. Определить высоту колонны (рис. 4.9), в которой тарелки размещены следующим образом: в концентрационной части х = 23 тарелки ректификационные и у = 4 отбойные, в отпарной части z = 4 тарелки ректификационные. В низ колонны поступает G = 31560 кг/ч (8,766 кг/с) мазута плотностью  = 737 кг/м³ при температуре низа колонны. Диаметр низа колонны d = 3м.

Рис. 4.9. Схема ректификационной колонны

Решение. Высоту от верхнего днища до первой ректификационной тарелки h₁ принимают конструктивно равной 1/2 диаметра, т. е. 1,5 м. Высоты h₂ и h₄ определяют, исходя из числа тарелок в этой части колонны и расстояния между ними (принимаем а = 0,6 м)

h₂ = (n - 1)a = (27 - 1)0,6 = 15,6 м h₂ = (n - 1)a = (4 - 1)0,6 = 1,8 м

Высоту h₃ берут из расчета расстояния между тремя тарелками

h₂ = a  3 = 0,6  3 = 1,8 м

Высоту h₃ принимают равной 2 м. Высоту h₆ определяют исходя из запаса остатка на 600 с. Объем мазута внизу колонны составляет

Площадь поперечного сечения колонны

Отсюда

Высоту юбки h₇ принимают, исходя из практических данных, равной 4 м. Общая высота колонны составляет

Н = h₁ + h₂ + h₃ + h₄ + h₅ + h₆ + h₇ = 1,5+ 15,6+1,8+ 1,8 + 2,0+1,0 + 4,0 = 27,7 м

параметры	Вариант
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
х	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29
у	4	4	5	5	6	6	7	7	8	8
z	4	4	4	5	5	5	6	6	7	7
G кг/ч	30000	30500	31000	31500	32000	32500	33000	33500	34000	34500
 кг/м3	720	725	730	735	740	745	750	755	760	765
d м	2,4	2,6	2,8	3,0	3,2	3,4	3,6	3,8	4,0	4,5