Сделай Сам Свою Работу на 5

Определение рабочего флегмового числа.





Обозначения и размерности

Производительность по исходной смеси F, т/ч.

Содержание летучего компонента, (н.к).

В исходной смеси X f ,

В дистилляте Xd,

В кубовом остатке Хw

Давление в паровом пространстве

дефлегматора Р=0,1Мпа.

 

Исходные данные

 

  F, Xf, % Xp, % Xw, % вариант
Метиловый спирт
-вода
СН3ОН-Н2О
 
Хлороформ-
бензол
CHCl3-C6H6
 
 
Вода-укс. Кислота
H2O-CH3COOH
 
 
Ацетон-вода
CH3COCH3-H2O
 
 
Четыреххлористый
углерод-толуол
CCl4-C6H6CH3
 
Бензол- толуол
C6H6-C6H5CH3
 

 



План оформления

1. Титульный лист.

2. Задание.

3. Оглавление.

4. Введение.

5. Технологическая схема установки и ее описание.

6. Выбор конструкционного материала аппаратов.

7. Технологический расчет аппаратов.

7.1 Материальный баланс.

7.2 Определение рабочего флегмового числа.

7.3 Расчет скорости пара и диаметра колонны.

7.4 Выбор конструкции тарелки.

8. Определение числа тарелок и высоты колонны.

 

 

Пример расчета

Описание технологической схемы

 

Принципиальная схема ректификационной установки представлена на рис. 1. Исходную смесь из промежуточной емкости 1 центробежным насосом 2 подают в теплообменник 3, где она подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную колонну 5 на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси хF.

Рисунок 1 - Принципиальная схема ректификационной установки:1 - ёмкость для исходной смеси; 2, 9 - насосы; 3 – теплообменник-подогреватель; 4 - кипятильник; 5 - ректификационная колонна; 6 - дефлегматор; 7 - холодильник дистиллята; 8 - ёмкость для сбора дистиллята, 10 - холодильник кубовой жидкости; 11 - ёмкость для кубовой жидкости.



 

Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике 4. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка хW , т. е. обеднен легколетучим компонентом. В результате массообмена с жидкостью пар обогащается легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой) состава хР, получаемой в дефлегматоре 6 путем конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дистиллята, который охлаждается в теплообменнике 7 и направляется в промежуточную емкость 8.

Из кубовой части колонны насосом 9 непрерывно выводится кубовая жидкость - продукт, обогащенный труднолетучим компонентом, который охлаждается в теплообменнике 10 и направляется в емкость 11.

Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный неравновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят (с высоким содержанием легколетучего компонента) и кубовый остаток (обогащенный труднолетучим компонентом).

Материальный баланс.

Зная производительность колонны и необходимые концентрации, определим недостающие данные, т. е. Производительность по дистилляту и по кубовому остатку (GW и GD), на основании уравнений материального баланса.



где - содержание легколетучего компонента в исходной смеси, дистилляте и кубовом остатке соответственно.

Отсюда найдем:

кг/ч

= 20000 – 11739 = 8261 кг/ч

Нагрузка ректификационной колонны по пару и жидкости определяется рабочим флегмовым числом. Для его расчета используют приближенные вычисления, основанные на определении коэффициента избытка флегмы

,

где – минимальное флегмовое число.

При этом:

где - мольные доли легколетучего компонента в жидкости,

- концентрация легколетучего компонента в паре, находящаяся в равновесии с жидкостью (питанием исходной смеси).

Пересчитаем составы фаз из массовых в мольные доли по соотношению

где Мх и Мб - молекулярные массы соответственно бензола и толуола, кг/кмоль.

кмоль/кмоль смеси

кмоль/кмоль смеси

кмоль/кмоль смеси

 

Определение рабочего флегмового числа.

Относительный мольный расход

,

По данным строим равновесную кривую бензол-толуол минимальное флегмовое число.

Нагрузка ректификационной колонны по пару и жидкости определяется рабочим флегмовым числом. Для его расчета используют приближенные вычисления, основанные на определении коэффициента избытка флегмы

Уравнение рабочей линии верхней укрепляющей части колонны:

Уравнение рабочей линии нижней укрепляющей части колонны:

Уравнение рабочей линии верхней укрепляющей части колонны

Уравнение рабочей линии нижней укрепляющей части колонны

Уравнение рабочей линии верхней укрепляющей части колонны

Уравнение рабочей линии нижней укрепляющей части колонны

Уравнение рабочей линии верхней укрепляющей части колонны

Уравнение рабочей линии нижней укрепляющей части колонны

β…………………1,05 1,35 1,75 2,35

R……………… 4,43 5,7 7,38 9,9

N……………… 45 27 16 15

N(R+1)……… 244,3 180,9 134 163,5

Строим зависимость N(R+1) от R. Минимальное произведение N(R+1) соответствует флегмовому числу R = 7,38

 

 

Основная литература

 

1. Промышленные теплообменные процессы и установки. Под ред. А.М. Бакластова. М.: Энергоатомиздат, 1986, 328 с.

2. Ю.И. Дытнерский. Процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 2002. т.1 400 с., т.2 368 с.

3. Ю.Г. Назмеев, В.И. Лавыгин. Теплообменные аппараты ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 1998, 286 с.

4. П.И. Бажан и др. справочник по теплообменным аппаратам. М.: Машиностроение, 1989, 366 с.

5. К.Ф Павлов, П.Г.Романков, А.А. Носков

Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии

6. Справочник химика

 

Дополнительная литература

1. В.Н. Соколов и др. Газожидкостные реакции. М.: Машиностроение, 1976, 214 с.

2. Н.П. Гельперин. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1981, 812 с.

3. Справочник по теплообменникам.Т.1,Т.2. М.: Энергоиздат, 1987, 410c.

 

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.