Расчет ректификации смеси метанол – этанол (166538)

Посмотреть архив целиком

7

Содержание.


Условие задачи. 2

Схема ректификационной установки 3

Исходные данные: 3

Равновесные данные: 4

1. Построение диаграмм x-y и x,y - t по равновесным данным. 4

Диаграмма 1 4

Диаграмма 2 4

2. Пересчет из абсолютных концентраций в мольные. 4

3. Расчет минимального флегмового числа. 5

4. Расчет рабочего флегмового числа. 5

5. Построение рабочей линии. 5

6. Расчет КПД тарелок. 5

7. Определение числа тарелок. 6

8. Расчет потоков дистиллята и кубового остатка. 5

9. Расчет габаритов колонны 6

а) Расчет для верха колонны. 6

б) Расчет диаметра низа колонны. 7

10. Расчет высоты тарельчатой части. 7

11. Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе. 8

12. Расчет средней движущей силы теплопереноса. 7

13. Расход охлаждающей воды. 7

14. Поверхность теплообмена конденсатора. 8

Список литературы 9


Условие задачи.


Рассчитать тарельчатую ректификационную колонну непрерывного действия для разделения бинарной смеси метанол – этанол, подаваемой в колонну при температуре равной температуре кипения. Колонна работает под атмосферным давлением. Исходные данные: расход g1 = 4,2 кг/с, процентные массовые концентрации: исходной смеси a1 = 32%, дистиллята a2 = 95%, кубового остатка a0 = 2%, коэффициент избытка флегмы 4, давление греющего пара Pгр =1,5 ата, начальная температура охлаждающей смеси tв = 18 0C.


Определить:

  1. Реальное и теоретическое число тарелок в отгонной и укрепляющих частях;

  2. Диаметр верха и низа колонны и высоту тарельчатой части;

  3. Расход охлаждающей воды в конденсаторе (температурой воды на выходе из конденсатора задаться);

  4. Рассчитать поверхность теплообмена конденсатора.


Схема ректификационной установки



Д

Gв


tв’’

W1


a1

П aд

W

Gв


tв











Pгр






W0


a0


Ск Tнас




Исходные данные:

g1= 4,2 кг/час;

ao= 1 %;

a1= 32 %;

a2= 95 %;

4

Pгр =1,5 ата

tв= 18 oC;

K = 900

tв’’= 40 oC (задаемся);


  • Равновесные данные:


x%

0

5

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

y%

0

7,4

14,3

27,1

39,6

51,5

62,5

72,3

79,8

86,6

93,2

100

t oC

78,3

77,2

76,5

75,0

73,6

72,2

70,8

69,4

68,2

66,9

65,9

64,5


1. Построение диаграмм x-y и x,y - t по равновесным данным.


Диаграмма 1


Диаграмма 2


2. Пересчет из абсолютных концентраций в мольные.

3. Расчет минимального флегмового числа.


4. Расчет рабочего флегмового числа.

5. Построение рабочей линии.

6. Расчет КПД тарелок.

(из диаграммы x,yt).

Все данные берутся при t1:

[2, стр. 529, рис. V].

[2, стр.538-539, рис. XIV].

КПД находим по графику ([2, стр. 302, рис. 7-2]):  = 0,49.


7. Определение числа тарелок.

8. Расчет потоков дистиллята и кубового остатка.

кг/с

кг/с

Проверка: W1 = П +W0 = 4,2

9. Расчет габаритов колонны

С – коэффициент, зависящий от конфигурации тарелок, С = f(h). Принимаем

h = 0,4 мм, тогда С = 0,044. [2, стр. 301].

а) Расчет для верха колонны.

T2 = 273,2 + t2

t2 находим по диаграмме x,yt (смотрим по x2). t2 = 65,7 0C.

T2 = 273,2 + 65,7 = 338,9 K.

Справочные данные для верха колонны берутся для t2 = 56,3 0C. [2, табл. IV].

б) Расчет диаметра низа колонны.

t0 находим по диаграмме x,yt (смотрим по x0). t0 = 78,0 0C.

T0 = 273,2 + 78,0 = 351,2 K.

Справочные данные для верха колонны берутся для t0 = 77,2 0C. [2, табл. IV].

Так как,

Далее смотрим каталог:

  • dв = 4,8 м

  • dн = 3,8 м

Выбираем диаметр колонны по большему, т.е. dк = 3,8 м.

10. Расчет высоты тарельчатой части.


11. Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе.

Значения удельных теплот конденсации ацетона и этанола берутся при t2 = 65,7 0C. [2, табл. XLV].

64,50C

t0C

t0C

400C

180C


12 Расчет средней движущей силы теплопереноса.

F


13. Расход охлаждающей воды.

14. Поверхность теплообмена конденсатора.


Список литературы.


  1. Рамм, Планковский. Справочник теплофизических свойстсв органических вещестсв.

  2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Издательство «Химия», 1981.

  3. Лащинский А.А, Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Москва, 1980.



Случайные файлы

Файл
3663-1.rtf
referat.doc
38726.rtf
145995.doc
31483.rtf