Главная Коллекция "Otherreferats" Производство и технологии Расчет ректификационной установки для разделения однородных гомогенных смесей

Расчет ректификационной установки для разделения однородных гомогенных смесей

Расчет ректификационной установки непрерывного действия, основные положения и расчетные формулы. Примеры расчета тарельчатой ректификационной колонны для разделения смеси метиловый спирт – вода; режима работы насадочной ректификационной колонны.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 31.05.2010
Размер файла 3,9 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

; кг/с.

Из уравнения определим

м/с.

По найденной находим диаметр колонны в нижнем сечении:

м.

м3/с.

Принимаем стандартный диаметр колонны Dк = 1,0 м.

Уточняем скорость паров по колоне после принятия Dк = 1,0 м.

м/с.

м/с.

3.4 Определение высоты слоя насадки через ВЕП и ЧЕП

Ннас = ВЕП . ЧЕП.

Высота единицы переноса ВЕП равна [8]:

.

Учитывая, что в насадочной ректификационной колонне количество стекающей жидкости в верхней части колонны - Gx' (флегма), а количество стекающей жидкости в нижней части колонны - Gx" (флегма + исходная смесь), высота насадки определяется:

Ннас = Нв.ч.к. + Нн.ч.к.

Нв.ч.к. - высота насадки верхней части колонны, м

Нв.ч.к. = ВЕПв.ч.к. . ЧЕПв.ч.к.

Нн.ч.к. - высота насадки нижней части колонны, м

Нн.ч.к. = ВЕПн.ч.к. . ЧЕПн.ч.к.

Для верхней части колонны

,

Dу - коэффициент диффузии паровой фазы.

, м2/с.

Численное значение коэффициента диффузии паровой фазы равно:

Dy = 2,37 . 10-5 м2/с (см. стр. 33).

м.

Таблица 4.1 - Для графического интегрирования (определение ЧЕП)

№

х

у*

у

у* - у

0,0085

0,100

0,0085

0,0915

10,929

0,1

0,415

0,185

0,23

4,348

0,2

0,580

0,375

0,205

4,878

0,3

0,660

0,575

0,085

11,765

0,4

0,725

0,650

0,075

13,330

0,5

0,785

0,710

0,075

13,330

0,6

0,830

0,765

0,065

15,384

0,7

0,870

0,825

0,045

22,222

0,8

0,930

0,870

0,060

16,660

0,9

0,965

0,96

0,040

25,00

1,0

0,985

1,0

0,02

50,00

Число единиц переноса верхней части колонны ЧЕПв.ч.к. = 7,53 определяем из графика (рис. 4.1) в координатах как функцию "у" в пределах yf - yp, где yf = 0,62 и yp = 0,965 (см. рис. 3.3).

Тогда высота верхней части колонны Нв.ч.к. = 1,539 . 7,53 = 11,588м.

Для нижней части колонны

,

Dу - коэффициент диффузии паровой фазы.

, м2/с.

Численное значение коэффициента диффузии паровой фазы равно:

Dy = 2,37 . 10-5 м2/с (см. стр. 33).

м.

Число единиц переноса нижней части колонны ЧЕПн.ч.к. = 6,197 определяем из графика (рис. 4.1) в координатах как функцию "у" в пределах yw - yf, где yw = 0,0085 и yf = 0,62 (см. рис. 3.3).

Тогда высота нижней части колонны Нн.ч.к.= 1,372 . 6,197 = 8,502 м.

Высота слоя насадки, получаемая при расчете через ЧЕП и ВЕП будет равна

Рис. 4.1. К определению числа единиц переноса.

Ннас = Нв.ч.к. + Нн.ч.к. = 11,588 + 8,502 = 20,09 м.

Общую высоту ректификационной колонны определяем по уравнению:

Нкол = h . n + (n - 1) . hp + hв + hн,

где h - высота насадки в одной секции, м;

n - число секций;

hp - высота промежутков между секциями насадки, в которых устанавливаются распределители жидкости, м;

Диаметр колонны (Dк), ммhp, м

до 1800150

при 20002200180

при 24002800200

hв и hн - соответственно высота сепарационного пространства над насадкой и расстояние между днищем колонны и насадкой, м.

Значения hв и hн выбираем в соответствии с рекомендацией [11].

Диаметр колонны (Dк), ммhв, мм hн, мм

40010006001500

1200220010002000

2400 и более14002500

Высота слоя насадки одной секции, которая из условия прочности опорной решетки и нижних слоев насадки, а также из условия равномерного распределения жидкости по насадке не должна превышать 3 м; n = 20,09 / 3 = 6,69 принимаем 7 секций.

Общая высота колонны равна:

Нкол = 3 . 7 + (7 - 1) . 0,18 + 1 + 2 = 25,08 м.

3.5 Гидравлическое сопротивление слоя орошаемой насадки

Гидравлическое сопротивление определим по уравнению:

, н/м2,

л - коэффициент сопротивления орошаемой насадки

л = лсух . m

лсух - коэффициент сопротивления сухой насадки;

m - коэффициент орошения.

За расчетную скорость Wy принимаем = 1,41 м.

При Rey < 40;

при Rey > 40;

.

.

Коэффициент орошения насадки "m" определим по формуле для керамических колец для нижней части колонны

,

где ;

;.

.

.

.

л = лсух . m = 3,489 . 2,57 = 8,97.

Па.

Таблица 4.2 - Характеристики некоторых насадок

Виды и размеры насадки

Удельная поверхность, у, м2/м3

Свободный объем, е, м3/м3

Керамические кольца Рашига

15х15х3 мм

294

0,645

15х15х2 мм

330

0,70

25х25х3 мм

200

0,74

35х35х4 мм

140

0,78

50х50х5 мм

90

0,785

Стальные кольца Палля

25х25х3 мм

170

0,90

50х50х5 мм

108

0,90

Керамические седла "Инталокс"

25 мм

255

0,775

50 мм

118

0,79

Приложение А

Таблица А.1 - Равновесные составы жидкости (х) и пара (у) в мол. % и температуры кипения (t) в °С бинарных смесей при 760 мм рт.ст.

Смесь

х

0

5

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Азеотропная смесь

Ацетон -

бензол

у

0

14

24,3

40

51,2

59,4

66,5

73

79,5

86,3

93,2

100

-

t

80,1

78,3

76,4

72,8

69,6

66,7

64,3

62,4

60,7

59,6

58,8

56,1

-

Ацетон - вода

у

0

60,3

72

80,3

82,7

84,2

85,5

86,9

88,2

90,4

94,3

100

-

t

100

77,9

69,6

64,5

62,6

61,6

60,7

59,8

59

58,2

57,5

56,9

-

Ацетон -

этиловый спирт

у

0

15,5

26,2

41,7

52,4

60,5

67,4

73,9

80,2

86,5

92,9

100

-

t

78,3

75,4

73

69

65,9

63,6

61,8

60,4

59,1

58

57

56,1

-

Бензол -

бутиловый спирт

у

0

22,3

42,5

62,5

72,1

78,8

83,5

85,4

88,5

90,7

94,7

100

-

t

117,7

110,8

105,5

97,7

92,5

88,3

85,4

83,5

81,9

81,3

80,7

80,1

-

Бензол -

толуол

у

0

11,5

21,4

38

51,1

61,9

71,2

79

85,4

91

95,9

100

-

t

110,6

108,3

106,1

102,2

98,6

95,2

92,1

89,4

86,8

84,4

82,3

80,2

-

Бензол -

уксусная кислота

у

0

26

42

59

68,6

75

79

83

88

92,5

97

100

97,5

t

118,7

111,4

105,8

99

94

90,3

88

85,7

83,5

82

80,8

80,2

80

Вода -

уксусная кислота

у

0

9,2

16,7

30,3

42,5

53

62,6

71,6

79,5

86,4

93

100

-

t

118,1

115,4

113,8

110,1

107,5

105,8

104,4

103,3

102,1

101,3

100,6

100

-

Дихлорэтан -

толуол

у

0

13,5

21,3

34,8

48,5

60,5

68,5

75,9

82,1

89,2

94,2

100

-

t

110,8

107,8

106,4

102,7

99,8

97,1

94,3

91,7

89,1

87,5

85,5

83,7

-

Метиловый спирт - вода

у

0

26,8

41,8

57,9

66,5

72,9

77,9

82,5

87

91,5

95,8

100

-

t

100

92,3

87,7

81,7

78

75,3

73,1

71,2

69,3

67,6

66

64,5

-

Метиловый спирт - этиловый спирт

у

0

7,4

14,3

27,1

39,6

51,5

62,6

72,3

79,8

86,6

93,2

100

-

t

78,3

77,2

76,5

75

73,6

72,2

70,8

69,4

68,2

66,9

65,9

64,9

-

Муравьиная

кислота -

уксусная кислота

у

0

8

14,6

26

38

48,5

57,6

66

74,6

83,6

92,2

100

-

t

118,1

116

115,4

112,8

110,7

108,8

107

105,4

103,9

102,5

101,4

100,8

-

Сероуглерод -

ацетон

у

0

19

29

46

53,3

57,5

60,5

61

68

72,2

78

100

61

t

56,2

51,2

48,3

43,5

41,3

40,3

39,6

39,3

39,3

39,6

40,9

46,3

39,3

Сероуглерод -

четыреххлористый углерод

у

0

13,2

24

42,3

54,4

64,5

72,6

79,1

84,8

90,1

95

100

-

t

76,7

73,7

71

66

62,3

59

56,1

53,7

51,6

49,6

47,9

46,3

-

Хлороформ -

бензол

у

0

6,5

12,6

27,2

41

54,6

66

74,6

83

90,5

96,2

100

-

t

80,6

80,1

79,6

78,4

77,2

75,9

74,5

73,1

71

68,7

65,7

61,5

-

Вода - фенол

х

0

0,2

0,5

5

37

70

80

95,7

97,35

98,10

98,54

100

-

у

0

30

50

85

96

97,5

97,6

97,6

97,83

98,10

98,23

100

-

t

182

169

160

124

102

101,3

100,3

100,1

99,8

99,6

99,7

100

-

Приложение Б

Таблица Б.1 - Плотность жидких веществ в зависимости от температуры [1]

Вещество

Плотность, кг / м3

при

-20 °С

при

0 °С

при

20 °С

при

40 °С

при

60 °С

при

80 °С

при

100 °С

при

120 °С

Ацетон

835

813

791

768

746

719

693

665

Бензол

-

900

879

858

836

815

793

769

Бутиловый спирт

838

824

810

795

781

766

751

735

Вода

-

1000

998

992

983

972

958

943

Дихлорэтан

1310

1282

1254

1224

1194

1163

1133

1102

Метиловый спирт

828

810

792

774

756

736

714

-

Муравьиная

кислота

-

1244

1220

1195

1171

1147

1121

1096

Сероуглерод

1323

1293

1263

1233

1200

1165

1125

1082

Толуол

902

884

866

847

828

808

788

766

Уксусная

кислота

-

1072

1048

1027

1004

981

958

922

Фенол

-

-

1075

1058

1040

1022

1003

987

Хлороформ

1563

1526

1489

1450

1411

1380

1326

1280

Четыреххлорис-тый углерод

1670

1633

1594

1556

1517

1471

1434

1390

Этиловый спирт

823

806

789

772

754

735

716

693

Таблица Б.2 - Динамический коэффициент вязкости жидких веществ в зависимости от температуры [1]

Вещество

Динамический коэффициент вязкости, мПа . с (сП)

при

-20 °С

при

-10 °С

при

0 °С

при

10 °С

при

20 °С

при

30 °С

при

40 °С

при

50 °С

при

60 °С

при

80 °С

при

100 °С

при

120 °С

Ацетон

0,5

0,442

0,395

0,356

0,322

0,293

0,268

0,246

0,23

0,2

0,17

0,15

Бензол

-

-

0,91

0,76

0,65

0,56

0,492

0,436

0,39

0,316

0,261

0,219

Бутиловый спирт

10,3

7,4

5,19

3,87

2,95

2,28

1,78

1,41

1,14

0,76

0,54

0,38

Вода

-

-

1,79

1,31

1,0

0,801

0,656

0,549

0,469

0,357

0,284

0,232

Дихлорэтан

1,54

1,24

1,08

0,95

0,84

0,74

0,65

0,565

0,51

0,42

0,36

0,31

Метиловый спирт

1,16

0,97

0,817

0,68

0,584

0,51

0,45

0,396

0,351

0,29

0,24

0,21

Муравьиная

кислота

-

-

-

2,25

1,78

1,46

1,22

1,03

0,89

0,68

0,54

0,4

Сероуглерод

0,556

0,488

0,433

0,396

0,366

0,319

0,29

0,27

0,25

0,21

0,19

0,17

Толуол

1,06

0,9

0,768

0,667

0,586

0,522

0,466

0,42

0,381

0,319

0,271

0,231

Уксусная

кислота

-

-

-

-

1,22

1,04

0,9

0,79

0,7

0,56

0,46

0,37

Фенол

-

-

-

-

11,6

7

4,77

3,43

2,56

1,59

1,05

0,78

Хлороформ

0,9

0,79

0,7

0,63

0,57

0,51

0,466

0,426

0,39

0,33

0,29

0,26

Четыреххлорис-тый углерод

1,9

1,68

1,35

1,13

0,97

0,84

0,74

0,65

0,59

0,472

0,387

0,323

Этиловый спирт

2,38

2,23

1,78

1,46

1,19

1,0

0,825

0,701

0,591

0,435

0,326

0,248

Таблица Б.3 - Поверхностное натяжение жидких веществ в зависимости от температуры [1]

Вещество

Поверхностное натяжение у . 103, Н / м

при

-20 °С

при

0 °С

при

20 °С

при

40 °С

при

60 °С

при

80 °С

при

100 °С

при

120 °С

Ацетон

28,7

26,2

23,7

21,2

18,6

16,2

13,8

11,4

Бензол

-

31,7

29

26,3

23,7

21,3

18,8

16,4

Бутиловый спирт

28

26,2

24,6

22,9

21,2

19,5

17,8

16

Вода

-

75,6

72,8

69,9

66,2

62,6

58,9

54,9

Дихлорэтан

37,8

35

32,2

29,5

26,7

24

21,3

18,6

Метиловый спирт

26,6

24,5

22,6

20,9

19,3

17,6

15,7

13,6

Муравьиная

кислота

-

39,8

37,6

35,5

33,3

31,2

29

26,8

Сероуглерод

38,3

35,3

32,3

29,4

26,5

23,6

20,7

17,8

Толуол

33

30,7

28,5

26,2

23,8

21,5

19,4

17,3

Уксусная кислота

-

29,7

27,8

25,8

23,8

21,8

19,8

18

Фенол

-

43,1

40,9

38,8

36,6

34,4

32,2

30

Хлороформ

32,8

30

27,2

24,4

21,7

19

16,3

13,6

Четыреххлористый углерод

31

29,5

26,9

24,5

22

19,6

17,3

15,1

Этиловый спирт

25,7

24

22,3

20,6

19

17,3

15,5

13,4

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены