Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра нефтехимии и химической технологии

Домашнее задание по дисциплине:

Процессы и аппараты химической технологии

РАСЧЕТ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ ДЛЯ

РАЗДЕЛЕНИЯ БИНАРНОЙ СМЕСИ БЕНЗОЛ – ТОЛУОЛ

Вариант 12

Выполнил: ст. гр. ТК-05-01

Р.И. Масалимов

Проверил: доцент кафедры НХТ

С.К. Чуракова

Уфа 2008

Содержание

1. Введение

2. Исходные данные для расчета

3. Расчетная часть

   1. Построение диаграмм: зависимости давления насыщенных паров от температуры; изобары; энтальпийная диаграмма; х-у

   2. Расчет однократного испарения бинарной смеси

   3. Расчет материального баланса ректификационной колонны

   4. Расчет теплового баланса ректификационной колонны

   5. Расчет режима полного орошения.

   6. Расчет числа теоретических тарелок на комбинированной и х-у диаграмме

   7. Расчет профиля концентраций и нагрузок по высоте колонны

   8. Расчет фактического числа тарелок

   9. Расчет диаметра колонны

   10. Расчет высоты ректификационной колонны

   11. Расчет конденсатора – холодильника

   12. Расчет кипятильника

   13. Расчет диаметров штуцеров

   14. Графическая схема колонны

4. Заключение

5. Список использованной литературы

1. Введение:

Ректификация – диффузионный процесс разделения жидких смесей, компоненты которых различаются по температурам кипения, осуществляемый путем противоточного, многократного контактирование неравновесных паров и жидкости.

Образованные в результате контакта паровая и жидкая фазы будут отличаться по составу от вступивших в контакт встречных неравновесных потоков паровой и жидкой фаз. В итоге такого контакта пар обогатится низкокипящим компонентом, а жидкость – высококипящим. Если исходные пары и жидкость находились при одинаковом давлении, то для обеспечения этих условий требуется, чтобы температура вступающей в контакт жидкости была, ниже температуры паров. После контактирования температуры пара и жидкости выравниваются, так как система стремится к состоянию равновесия.

Производя многократное контактирование неравновесных потоков паровой и жидкой фаз, направляя после каждой ступени пары на смешение с жидкостью, более богатой НКК по сравнению с равновесной с этими парами жидкостью, а жидкость на контакт с парами, более бедными НКК, можно изменить составы фаз желаемым образом.

Подобное контактирование фаз по схеме противотока осуществляется в специальных аппаратах – ректификационных колоннах, заполненных контактными устройствами (насадки, тарелки).

Расчет ректификационной колонны сводится к определению ее основных геометрических размеров – диаметра и высоты. Оба параметра определяются гидродинамическим режимом работы колонны, который, в свою очередь, зависит от скоростей и физических свойств взаимодействующих фаз, а также от типа контактного устройства.

2. Исходные данные

Бинарная смесь: бензол-толуол
Давление верха колонные, ата		1.500
Мольная доля бензола в сырье		0.410
Мольная доля бензола в дистилляте		0.980
Мольная доля бензола в остатке		0.029
Мольная доля отгона		0.48
Коэффициент избытка подвода-отъма тепла		1.35
Расход сырья, т/ч		17.0

3. Расчетная часть

1. Построение зависимости давления насыщенных паров от температуры, кривых изобар пара, жидкости и энтальпильной диаграммы.

1. Построение зависимости давления насыщенных паров от температуры.

Для построения кривых изобар необходимо определить крайние точки кривых, т. е. температуры кипения HKK и ВКК при заданном давлении в колонне .

Уравнение Антуана:

где давление насыщенных паров;

- константы Антуана;

Представим эту формулу в следующем виде (1) и рассчитаем , . Коэффициенты подберём из таблицы 1.

Таблица 1 – значения М для бензола и толуола.

	A	B	C		M
Бензол(1)	4.03129	1214,65	221,205	0,8790	78
Толуол(2)	4.07427	1345,09	219,516	0,8669	92

Бензол

Толуол

Полученный интервал температур кипения разбиваем на 6 примерно равных интервалов, и при данных температурах рассчитываются давления насыщенных паров компонентов P₁ и Р₂ по следующему уравнению:

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

По этим точкам строим график зависимости давления насыщенных паров от температуры.