6. Тепловой баланс ректификационной колонны

(63)

где Q_Д – количество тепла, выделяющееся при конденсации пара, Вт; Q_К - расход теплоты, подводимое в куб-испаритель, Вт; - средние удельные теплоёмкости дистиллята, кубового остатка и исходной смеси, при соответствующих температурах, ; Q_потерь - тепловые потери колонны в окружающую среду, составляет 5% от полезно затрачиваемой работы, Вт; - температуры кипения растворов, составов: дистиллята, кубового остатка и исходной смеси, ⁰С. Последние определяем по справочным данным (1):

⁰С ⁰С ⁰С

Определим удельные теплоемкости по формуле:

(64)

где с₁ и с₂ - удельные теплоемкости легколетучего компонента и труднолетучего из (1), _.

Исходная смесь:

Дистиллят:

Кубовый остаток:

Расход теплоты, отдаваемой охлаждающему воздуху в дефлегматоре:

(65)

где R - число флегмы; r_D - удельная теплота парообразования пара в дефлегматоре, Дж/кг.

Для смеси паров она находится как:

(66)

где - удельные теплоты парообразования легколетучего компонента и труднолетучего при температуре дистиллята, из (2), Дж/кг.

Дж/кг

Дж/кг

Потери составляют:

2.2. Расчет теплообменный аппаратов.

1.Приближенный расчет куба-испарителя.

В кубе - испарителе происходит кипение смеси состава и соответствующее его испарение. Подогрев происходит греющим паром. Зная температуру кубового остатка и греющего пара при Р_изб=2 атм, найдем среднюю разность температур:

.

Тогда средняя температура греющего пара:

Теплоемкость смеси при данной температуре определим по справочным данным(1):

(67)

По справочным данным (1) принимаем коэффициент теплопередачи , и находим расчетное значение теплообменной поверхности по формуле:

(68)

С запасом 15% это будет: .

Выбираем испаритель диаметром 600 мм, с трубами 25*2 мм длиной 2м.

2. Приближенный расчет дефлегматора.

В данной установке конденсат охлаждают водой , температурой которой меняется на 20 ⁰С, а температура дистиллята _. Примем начальную температуру охлаждающей воды 15⁰С и конечную 35⁰С.

Теплоемкость найдем из справочных данных(1):

(69)

По справочным данным принимаем коэффициент теплопередачи , и находим расчетное значение теплообменной поверхности:

С запасом 15% это будет: .

Выбираем теплообменник диаметром 273 мм с трубами 20*2мм длиной 3м,

3. Приближенный расчет холодильника кубового остатка.

Кубовый остаток выходит из испарителя при температуре ⁰С и его охлаждают водой, температурой которой меняется на 20 ⁰С. Примем начальную температуру воды возьмем 15⁰С и конечную 35⁰С. Температура конечных продуктов ⁰С.

Найдем среднюю разность температур при противотоке:

Теплоемкость воды и кубового остатка возьмем из (1):

С запасом 15% это будет:

Выбираем теплообменник диаметром 400 мм с трубами 20*2 мм длиной 3м.