
- •На выпускную квалификационную работу
- •Содержание
- •3.1 Расчёт ректификационной колонны
- •3.1.1 Материальный баланс колонны и оптимальное флегмовое число
- •3.1.2 Скорость пара и диаметр колонны
- •3.1.3 Высота светлого слоя жидкости на тарелке и паросодержание барботажного слоя
- •3.1.4 Коэффициенты массопередачи и высота колонны
- •3.1.5 Гидравлическое сопротивление тарелок колонны
- •3.2 Расчет теплообменной аппаратуры
- •3.2.1 Подогреватель исходной смеси
- •3.2.2 Дефлегматор конденсатор
- •3.2.3 Холодильник дистиллята
- •3.2.4 Холодильник кубового остатка
- •3.2.5 Кипятильник
- •3.3 Расчет трубопровода
- •3.3.1 Диаметр патрубка для выхода пара с верха колонны
- •3.3.2 Диаметр патрубка для входа флегмы:
3.2.4 Холодильник кубового остатка
Минимальная и максимальная площадь поверхности теплопередачи:
|
(3.126) |
|
(3.127) |
где
- расход теплоты, отдаваемой охлаждающей
воде, Вт;
и
- коэффициенты
теплопередачи, равные 270 [2] и 120 [2];
- средняя разность температур, оС.
Расход теплоты отдаваемой в холодильнике кубового остатка:
|
(3.128) |
где
- удельная
теплоемкость кубового остатка при
средней температуре 51,927 оС,
Дж/(кг.К);
,
- температура кубового остатка 109,481 оС
(соответствующая концентрации кубового
остатка хW,
(приложение
Д, рисунок Д.1) и 25 оС
после холодильника кубового остатка.
Удельная теплоемкость кубового остатка:
|
(3.129) |
где , - удельные теплоемкости компонентов смеси при средней температуре куба, равные 1843,6 Дж/(кг.К) [1] и 1759,8 Дж/(кг.К) [1].
После подстановки значений теплоемкость равна:
После подстановки значений в формулу (3.128) расход теплоты равен:
Температурная схема процесса:
–
4 0 20
Средняя разность температур по формуле (3.78) равна:
Подставляя значения в формулы (3.126-3.127) площадь поверхности теплопередачи равна:
Минимальное и максимальное сечение трубного пространства:
|
(3.130) |
|
(3.131) |
где
-
динамический коэффициент вязкости воды
при средней температуре 25 оС,
равный 0,8937.10-3
Па.с
[1];
-
расход охлаждающей воды, кг/с.
Расход охлаждающей воды равен:
|
(3.132) |
После подстановки значений расход охлаждающей воды равен:
После подстановки значений сечение трубного пространства равно:
Максимальное и минимальное сечение межтрубного пространства:
|
(3.133) |
|
(3.134) |
где
-
вязкость при средней температуре куба
52,06 оС
равная 0,413.10-3,
Па.с.
Сечение трубного пространства после подстановки значений равно:
Принимают четырехходовой теплообменник с диаметром кожуха 600 мм, числом труб 206, поверхностью теплообмена 97 м2, длиной труб 6 м.
3.2.5 Кипятильник
Минимальная и максимальная площадь поверхности теплопередачи:
|
(3.135) |
|
(3.136) |
где
- теплота в кубе-испарителе от греющего
пара, Вт;
и - коэффициенты теплопередачи, равные 270 [2] и 120 [2];
- средняя разность температур в кипятильнике, оС.
Расход теплоты получаемой в кубе испарителе от греющего пара:
|
(3.137) |
где
-
температуры кипения смеси для дистиллята,
куба, питания равные 84,105 оС,
109,481 оС,
97,745 оС.
После подстановки значений расход тепла в кубе испарителе равен:
Средняя разность температур равна:
|
(3.138) |
После подстановки значений в формулу (3.135-3.136) площадь теплопередачи равна:
Минимальное и максимальное сечение трубного пространства равно:
|
(3.139) |
|
(3.140) |
где
-
динамический коэффициент вязкости
кубовой жидкости при температуре
кипения, равный 0,252.10-3
Па.с
[1].
После подстановки значений минимальное и максимальное сечение трубного пространства равно:
Принимают шестиходовой теплообменник с диаметром кожуха 1200 мм, числом труб 958, поверхностью теплообмена 301 м2, длиной труб 4 м.