8 Расчет теплового баланса ректификационной колонны

Уравнение теплового баланса

,

где , , берем с энтальпийной диаграммы (см. приложение Е) и пере

водим в киломоль (1 сантиметр = 1000 киломолям).

кмоль,

кмоль,

кмоль,

кмоль²/ч,

кмоль²/ч,

кмоль²/ч,

кмоль²/ч,

кмоль²/ч,

. моль²/ч,

.

В итоге погрешность составляет

.

Расчет энтальпии

Величины энтальпии для различных веществ в жидком и газообразном состоянии мы можем рассчитать по эмпирическим зависимостям от темпера‒

туры и относительной плотности вещества:

,

.

Для двухкомпонентной смеси расчет производится по следующим

Формулам:

,

.

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.

9 Расчет конденсатора‒холодильника

Для расчета конденсатора‒холодильника вычисляется средний темпе­ратурный напор между теплообменивающимися средами ‒ дистиллятом и во­дой .Температура воды на входе в конденсатор принимается равной 18°С, а на выходе из конденсатора ‒ 40 °С. Движение сред ‒ противоточное:

80,21 °С 40 °С

40 °С 18 °С

Тогда:

°С

°С

Отношение разностей температур:

Средняя разность температур определяется по формуле:

°С

Поверхность конденсатора‒холодильника определяется по формуле:

м²

Расход воды на охлаждение дистиллята определяется по формуле:

м³/ч

10 Расчет кипятильника

В качестве теплоносителя кипятильника применяется водяной пар с давлением 0,1 МПа, имеющий температуру кипения 180 °С и теплоту конденсации 481 ккал/кг.

Средняя разность температур:

°С.

Поверхность кипятильника определяется по формуле:

м².

Расход водяного пара:

м³/ч.

Заключение

Рассчитана ректификационная колонна с дискретным контактом фаз высотой м и диаметром мм, обеспечивающая заданную производитель­ность т/ч и четкость разделения бинарной смеси, выраженной в моль­ной доле НКК в дистилляте .

Произведен расчет кипятильника, питающего ректификационную ко­лонну, необходимым количеством пара и конденсатора‒холодильника, пи­тающего колонну необходимым количеством флегмы и обеспечивающего требуемое количество отбора дистиллята.

Также был составлен материальный баланс ректификационной колонны, определена молекулярная масса сырья, дистиллята и остатка. Были построены зависимости диаграммы насыщенных паров от температуры, кривые изобар пара и жидкости. Построены линии концентраций, графически определены число теоретических и действительных тарелок. Определены массовые расходы по жидкости и пару для верхней и нижней частей колонны.

Рассчитаны диаметры штуцеров в зависимости от объемного расхода и линейной скорости потока. Посчитаны тепловой баланс ректификационной колонны, рассчитана энтальпия по эмпирическим формулам и построены их диаграммы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Ахметов, С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа / С.А. Ахметов.‒ Уфа: Гилем, 2002.‒ 672 с.

2 Ахметов, С.А. Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа / С.А. Ахметов, М.Х. Ишмияров, А.П. Веревкин.‒ М.: Химия, 2005.‒ 736 с.

3 Айнштейн, В.Г. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии / В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А. Носов.‒ М.: Логос, 2002.‒ 1760 с.

4 Скобло, А.И. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности / А.И. Скобло, И.А. Трегубова, Ю.К. Молоканов.‒ М.: Химия, 1982.‒ 584 с.

5 Шаммазов, А.М. Основы нефтегазового дела / А.М. Шаммазов, А.А. Коршак.– Уфа: ООО ДизайнПолиграфСервис, 2001.‒ 544 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Принципиальное устройство ректификационной колонны

Рисунок 2 Колонна ректификационная. Чертеж общего вида

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Описание технологической схемы

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Принципиальная конструкция контактных устройств

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

Энтальпийная диаграмма

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

Рисунок 5 ‒ График зависимости насыщенных паров от температуры