Тепловой расчет установки
5.1 Расход тепла, отдаваемого парами воде при конденсации в дефлегматоре:
-
теплота конденсации паров:
=524
. 103
Дж/кг при
,
[6, с
375]
=395.
103
Дж/кг при
,
[6,
с
372]
5.2 Расход тепла, получаемого кубовой жидкостью от греющего пара в кипятильнике:
при
при
при
Снк и Свк удельные массовые теплоемкости НК и ВК при температуре tв , tн , tF .
[3, с 562]; tF определяем по диаграмме t – x,y по хF (приложение, рис 2 ).
5.3 Расход тепла в паровом подогревателе питания:
при
и
удельные
массовые теплоемкости НК и ВК при
температуре tср
[3,с
562].
5.4 Расход тепла, отдаваемого дистиллятом воде в холодильнике:
при
5.5 Расход тепла, принимаемого водой от кубового остатка в холодильнике:
при
Расход греющего пара с давлением Рабс=4 атм. и степенью сухости X=95%
а) в кипятильнике
=2141
. 103
Дж/кг удельная массовая теплота
конденсации греющего пара при давлении
4 атм. [3,с
550]
б) в подогревателе питания:
Всего пара 0,2761+0,1007=0,3768 кг/с или 1,356 т/ч
Расход охлаждающей воды при нагреве её на 20 0С
а) в дефлегматоре:
-
теплоемкость воды при 200C
[3
,с
537]
б) в холодильнике дистиллята:
в) в холодильнике кубового остатка:
Всего воды 5,8711+0,4848+2,201= 8,5569 кг/с или 30,805 т/ч
Расчёт диаметров штуцеров
Диаметры штуцеров находим по объемному расходу Q жидкости или пара и максимально-допустимой скорости в штуцерах потока жидкости (газа).
Скорость выбираем из ориентированного интервала [3, с.17]
Поток жидкости при движении самотеком:
Для
флегмы, кубовой жидкости и кубового
остатка принимаем
;
поток жидкости в напорных трубопроводах:
;
для исходной смеси принимаем
газы
при атмосферном или близком к нему
давлении в трубопроводах
для выходящих из колонны паров и
парожидкостной смеси принимаем
1.Диаметр штуцера для ввода в колонну питания:
При температуре питания tF = 71,000 С по справочникам определяем:
а) плотность жидкого НК = 731,4 кг/м3 [6, c 427]
б) плотность жидкого ВК = 818,7 кг/м3 [6, c 348]
Плотность питания:
Объемный расход питания:
Выбираем диаметр штуцера по ближайшим стандартным диаметрам. По
таблице 10.2. [6, с. 175] d=50 мм.
2.
Диаметр штуцера для подачи флегмы:
Массовый расход флегмы:
Объемный расход флегмы:
= 748 кг/м3 при =57,140 C [6, c 247]
Выбираем стандартный диаметр d=50 мм.
[6, с. 175]
3. Диаметр штуцера для вывода паров из колонны:
Массовый расход паров:
Плотность паров:
Объемный расход паров:
Выбираем стандартный диаметр dу=150 мм.
[6, с. 175]
4. Диаметр штуцера для вывода кубовой жидкости из колонны:
Средняя мольная масса питания:
Мольный расход питания:
Мольный
расход флегмы:
Мольный расход кубовой жидкости:
Массовый расход кубовой жидкости:
Объемный расход кубовой жидкости:
=
790 кг/м3
при tн
= 1000С,
[6, c
348]
Выбираем стандартный диаметр dу=125 мм.
[6, с. 175]
5. Диаметр штуцера для выхода кубового остатка:
Объемный расход кубового остатка:
= 790 кг/м3 при tн = 1000 С, [4, c 512]
Выбираем стандартный диаметр dу=100 мм.
[6, с. 175]
6. Диаметр штуцера для ввода парожидкостной смеси в куб колонны:
Массовый расход парожидкостной смеси:
Плотность паров:
где
Рн –
абсолютное давление в кубе колонны
Рн =Рб+∆Р, Па
Рб=101325 Па; ∆Р=14389 Па; Р0=101325 Па
Объемный расход парожидкостной смеси:
Выбираем стандартный диаметр dу=150 мм.
[6, с. 175]
Определяем диаметры штуцеров для теплоносителей – водяного пара и воды.
7. Диаметр штуцера для подогревателя питания:
Плотность пара при абсолютном давлении 4 атм. ρП=2,12 кг/м3
Объемный расход пара:
Выбираем стандартный диаметр dу=150 мм.
[6, с. 175]
8. Диаметр штуцера для кипятильника:
Объемный расход пара:
Выбираем стандартный диаметр dу=80 мм.
[5, с. 175]
9. Диаметр штуцера для холодильника дистиллята:
Плотность воды принимаем ρВ=1000 кг/м3
Объемный
расход воды:
Выбираем стандартный диаметр dу=25 мм.
[6, с. 175]
10. Диаметр штуцера для дефлегматора:
Объемный расход воды:
Выбираем стандартный диаметр dу=80 мм.
[6, с. 175]
11. Диаметр штуцера для холодильника кубового остатка:
Объемный расход воды:
Выбираем стандартный диаметр dу=50 мм.
[6, с. 175]