Задание на проектирование
Произвести расчет ректификационной установки непрерывного действия для разделения двухкомпонентной смеси. установка состоит из колонны и четырех теплообменных аппаратов (рис. 1): 1) подогревателя исходной смеси; 2) дефлегматора; 3) холодильника дистиллята; 4) испарителя кубового остатка (кипятильника).
Производительность
установки по исходной смеси F т/ч,
содержащей
массовых процентов низкокипящего
компонента (НК) смеси. Дистиллят должен
содержать
массовых процентов НК, кубовый остаток
массовых процентов НК.
Исходная смесь перед подачей в колонну подогревается в подогревателе исходной смеси до температуры кипения за счет теплоты кубового остатка. Начальная температура исходной смеси tн.
Пары, поступающие в дефлегматор, полностью конденсируются, и конденсат выходит при температуре насыщения. Часть конденсата в виде флегмы направляется обратно в колонну, а другая часть (дистиллят) поступает в холодильник, где охлаждается до температуры tх.
Рис.
1. Схема ректификационной установки: 1
– колонна; 2 – дефлегматор; 3 – холодильник;
4 – кипятильник; 5 – подогреватель
Для конденсации паров в дефлегматоре и охлаждения дистиллята в холодильнике используется вода с одинаковыми начальными и конечными параметрами: температура воды на входе t1, на выходе t2.
Колонна работает под атмосферным давлением.
Испаритель кубового остатка (кипятильник) представляет собой вертикальный кожухотрубчатый теплообменник, в межтрубное пространство которого подается сухой насыщенный пар, имеющий давление Ризб.
Тип колонны и разделяемая смесь указаны в таблице 1.
Таблица 1
Исходные данные к заданию по вариантам
№ варианта |
Наименование смеси |
F, т/ч |
Содержание НК, %(масс.) |
Температура, ºС |
Ризб, кгс/ см2 |
Тип ко-лон-ны |
|||||||
|
|
|
tн |
tх |
t1 |
t2 |
|||||||
1 |
Ацетон – вода |
12,5 |
50 |
95 |
7,5 |
30 |
22 |
20 |
35 |
2,0 |
НР |
||
2 |
Этиловый спирт – вода |
13,0 |
35 |
88 |
1,5 |
20 |
25 |
17 |
26 |
3,0 |
А |
||
3 |
Бензол – толуол |
13,6 |
32 |
98 |
3 |
18 |
20 |
15 |
30 |
2,2 |
К |
||
4 |
Хлороформ – бензол |
14,0 |
35 |
97 |
1,8 |
40 |
26 |
18 |
24 |
2,4 |
S |
||
5 |
Метанол – вода |
14,8 |
40 |
90 |
5 |
25 |
30 |
20 |
40 |
3,2 |
С |
||
6 |
Ацетон – этиловый спирт |
13,7 |
|
|
|
18 |
25 |
15 |
28 |
2,6 |
П |
||
7 |
Сероуглерод – четыреххлористый углерод |
12,0 |
25 |
92 |
3,5 |
20 |
21 |
18 |
32 |
1,8 |
А |
||
8 |
Сероуглерод – ацетон |
12,4 |
|
|
|
26 |
20 |
17 |
28 |
2,4 |
НП |
||
9 |
Метиловый спирт – бензол |
10,0 |
12 |
38 |
0,6 |
32 |
24 |
16 |
29 |
2,0 |
С |
||
10 |
Ацетон – бензол |
15,0 |
27 |
56 |
2,5 |
22 |
18 |
14 |
25 |
3,6 |
S |
||
11 |
Бензол – уксусная кислота |
13,5 |
37 |
80 |
6 |
20 |
27 |
21 |
37 |
3,1 |
К |
||
12 |
Метиловый спирт – этиловый спирт |
16,0 |
40 |
90 |
0,8 |
32 |
23 |
19 |
26 |
2,5 |
НП |
||
13 |
Толуол – уксусная кислота |
14,2 |
|
|
|
18 |
31 |
22 |
40 |
3,8 |
S |
||
14 |
Вода – уксусная кислота |
15,5 |
15 |
70 |
2 |
40 |
21 |
16 |
27 |
4,2 |
А |
||
15 |
Четыреххлористый углерод – этиловый спирт |
12,3 |
|
|
|
20 |
24 |
18 |
30 |
3,5 |
П |
||
16 |
Азот – кислород |
14,5 |
45 |
90 |
3 |
26 |
32 |
20 |
40 |
1,6 |
С |
||
17 |
Бензол – толуол |
17,0 |
|
|
|
30 |
22 |
17 |
31 |
4,4 |
НР |
||
18 |
Хлороформ – бензол |
15,3 |
|
|
|
28 |
34 |
23 |
42 |
2,8 |
К |
||
19 |
Изопропиловый спирт – вода |
11,4 |
|
|
|
34 |
17 |
14 |
23 |
3,0 |
П |
||
20 |
Этиловый спирт – бензол |
11,8 |
|
|
|
20 |
20 |
13 |
28 |
4,5 |
НР |
||
Тип колонны: А – с капсульными колпачками; С – ситчатая; П – с провальными решетками; НР – насадочная (кольца Рашига); НП – насадочная (кольца Палля); S – с S–образными элементами; К – клапанная.