15

Міністерство освіти і науки України

Дніпродзержинський технологічний коледж

Дніпродзержинського Державного технічного університету

Методичні вказівки

до розрахункової частини курсового проекту з предмету “Процесі і апараті хімічних виробництв”

з теми

Розрахунок дефлегматору для ректифікаційної установки безперервної дії

2005

3 Розрахунки

Вихідні дані

Суміш: бензол - толуол

Продуктивність установки з початковій суміші F = 1 кг/с

Масова частка низькокиплячого компоненту (НК)

- у вихідній суміші

- у дистиляті

- у кубовому залишку

Коефіціент надлишку флегми

Нагрів води у дефлегматорі ^оС

3.1 Матеріальний розрахунок

Розглянемо основні фізичні властивості компонентів суміші у

таблиці 3.1

Таблиця 3.1 – Фізичні властикості компонентів суміші [4, с. 524]

Компонент	Молекулярна формула	Молярна маса, кг/кмоль	Температура кипіння, оС	Температура плавлення, оС
бензол	С6Н6	78	80,2	5,5
Толуол	С6Н5СН3	92	110,8	– 95

Отже бензол є низькокиплячим компонентом, а толуол висококиплячим компонентом. Бензол перейде у дистилят, толуол - у кубовий залишок. В дефлегматор надходять пари бензолу.

Матеріальний баланс процесу ректифікації :

[2, с. 671]

де Р – витрати дистиляту, кг/с;

W – витрати кубового залишку, кг/с;

Вирішуючі ці рівняння спільно одержуємо формулу:

кг/с

Р = 1 – 0,66 = 0,34 кг/с.

Для подальшого розрахунку перерахуємо масові частки НК у мольні по формулі:

[4, с. 272]

де М_НК – молярна маса низькокиплячого компоненту, кг/кмоль;

М_ВК – молярна маса висококиплячого компоненту, кг/кмоль.

Мінімальне флегмове число визначаємо по формуле:

[2, с. 677]

де у_F – мольна частка НК у пари, що знаходиться у рівновазі з рідиною складу х_F. По даним [4, с. 818] у_F = 0,61

Робоче флегмове число визначаэмо за формулою:

[4, с. 312]

2. Технологічний розрахунок апарату

1. Вибір конструкції, влаштування та принцип дії апарату, що проектується

Теплообмінниками називаються апарати, в яких відбуватися теплообмін, між робочими середовищами. Класифікація теплообмінників можлива по різних ознаках.

За способом передачі теплоти розрізняються теплообмінники змішування, в яких робочі середовища безпосередньо стикаються або перемішуються, і поверхневі теплообмінники, в яких теплота передається через поверхню нагріву - тверду (металеву) стінку, що розділяє ці середовища.

По основному призначенню розрізняються підігрівачі, випарники, холодильники, конденсатори.

По тепловому режиму розрізняються теплообмінники періодичної дії, в яких спостерігається нестаціонарний тепловий процес, і безперервної дії із сталим в часі процесом.

У конкретному випадку треба сконденсувати насичену пару бензолу. Конденсат, що одержують, частинно повертається у колону ректифікації у вигляді флегми, а основний потік надходить на подальшу переробку (охолодження). Для цієї мети приймаємо вертикальний кожухотрубчастий конденсатор безперервної дії.

Вибір вертикального кожухотрубчастого апарату безперервної дії обумовлений вимогами до великих робочих швидкостей теплоносіїв, можливості створення сприятливого відносного руху робочих середовищ; забеспечення сталого теплового режиму, забезпечення оптимальних умов для відведення конденсату і газів, компактності, низької металоємкісті та легкісті чищення поверхні нагріву.

Кожухотрубчасті теплообмінніки складаються з нагрівальної камери та двох кришок.

Нагрівальна камера складається з обечайкі та пучка труб, кінці котрих закреплені в спеціальних трубних гратах шляхом розвальцування, зварювання, паяння або на сальніках

Простір під кришками та внутрішня поверхня труб створюють трубний простір, а простір, що обмежений обечайкой та зовнішней поверхнею труб - міжтрубний простір.

У трубний простір подаємо воду тому, що вона може виділяти осад у вигляді накипу і подається при де якому тиску. Пари бензолу конденсуються у міжтрубному просторі.Для компенсації температурних подовжень трубв апараті передбачаємо лінзові компенсатори.