Добавил:

swallowingteeth Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Предмет:

Процессы и аппараты химической технологии

Файл:

фенол-вода (незаконченный (носырев - мудак)) / расчетка фенол-вода

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

16.04.2020

Размер:

561.8 Кб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС

Система уравнений материального баланса ректификационной колонны:

̇ = ̇		+ ̇
{
̇ ̄ = ̇ ̄ + ̇ ̄

Массовые расходы исходной смеси, дистиллята и кубовой жидкости:

1000 кг

кг

̇ = 35

= 9,722

;

3600 ч

̄− ̄

кг

0,34−0,015

кг

̇ = ̇

= 9,722

= 3,570

;

0,9−0,015

̄ − ̄

̇	= ̇ − ̇ = 9,722	кг	− 3,570	кг	= 6,152	кг	.

		с		с		с

Молярные массы компонентов [2, с.13]:

легколетучего (Вода) – 1 = 18,0153 кмолькг .

высококипящего (Фенол) – 2 = 94,11 кмолькг .

Мольная доля легколетучего компонента в исходной смеси:

x		=			x	F	M	1		=
x		=				F		1		=
	F	x		M	+ (1 − x				) M
		x	F	M	+ (1 − x				) M	2
			F	1				F		2

		0,34
	78,114				кг
	78,114			кмоль				= 0,729.
				кмоль
0,34			+		(1−0,34)
78,114		кг	+		94,11		кг
78,114					94,11	кмоль
	кмоль					кмоль

Мольная доля легколетучего компонента в дистилляте:

x		=			x	D	M	1
x		=				D		1
	D	x		M	+ (1 − x				) M
		x	D	M	+ (1 − x				) M	2
			D	1				D		2

0,9

18,0153

кг

кмоль

= 0,979.

0,9

(1−0,9)

18,0153

кг

94,11

кг

кмоль

Мольная доля легколетучего компонента в кубовой жидкости:

0,015

18,0153

кг

кмоль

= 0,074.

+ (1 − x

)

0,015

(1−0,015)

кг

18,0153 кмоль 94,11 кмоль

Молярные массы потоков:

исходной смеси

+ (1 −

) =

= 18,0153

кг

0,729 + 94,11

кг

(1 − 0,729) = 38,631

кг

;

кмоль

дистиллята

+ (1 −

) =

					КП 01-01.00.00 ПЗ
					КП 01-01.00.00 ПЗ
Изм.	Лист	№ докум	Подп.	Дата
Разраб.		Иванов И. И.				Литера	Лист	Листов
Проверил		Комляшев Р. Б.			Установка ректификационная.	У	3
Т. контр.					Установка ректификационная.
Т. контр.					Пояснительная записка

Н. контр.
Н. контр.

Утв.

= 18,0153

кг

0,979 + 94,11

кг

(1 − 0,979) = 19,600

кг

;

кмоль

кубовой жидкости

+ (1 −

) =

= 18,0153

кг

0,074 + 94,11

кг

(1 − 0,074) = 88,503

кг

кмоль

Молярные расходы потоков:

9,722 кг

кмоль

исходной смеси: ̇ =

= 0,252

;

кг

38,631

кмоль

3,570 кг

кмоль

дистиллята: ̇ =

= 0,182

;

кг

19,600

кмоль

6,152 кг

кмоль

куб. жидкости: ̇ =

= 0,070

кг

88,503

кмоль

Таблица 1. Материальный баланс ректификационной колонны

Поток

т/ч

кг/с

кмоль/ч

кмоль/с

масс.

мол.

кг/кмоль

доли

Кубовая жидкость W

22,147

6,152

128,2

0,070

0,015

0,074

88,503

Исходная смесь F

9,722

207,6

0,252

0,34

0,729

38,631

Дистиллят D

12,853

3,570

79,4

0,182

0,9

0,979

19,600

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО ФЛЕГМОВОГО ЧИСЛА

Данные по парожидкостному равновесию для системы Вода-фенол взяты из [3, с.] таблицы №436 (давление 760 мм. рт. ст.).

Таблица 2. Данные по
равновесию жидкость-пар			Рис. 4. Диаграмма t-x,y
			Рис. 4. Диаграмма t-x,y

x,	y,	t,
мол. доли	мол. доли	°С
0	0	182
0,002	0,3	169
0,0045	0,478	160
0,015	0,589	150
0,0508	0,845	124
0,368	0,962	101,8
0,7	0,9748	101,3
0,8047	0,9751	100,7
0,9149	0,9756	100,3
0,9574	0,9763	100,1
0,9735	0,9783	99,8
0,981	0,981	99,6
0,9821	0,9814	99,7
0,9829	0,9819	99,8	Рис. 5. Диаграмма x-y
0,9854	0,9823	99,85	Рис. 5. Диаграмма x-y
0,9854	0,9823	99,85
0,9879	0,9844	99,87
0,9925	0,9875	99,9
1,00	1	100

Равновесный состав жидкости на тарелке питания в случае подачи в колонну исходной смеси, нагретой до температуры кипения (вертикальное положение линии питания), равен составу исходной смеси: = = 0,3884.

Равновесный состав пара на тарелке питания определяется по линии равновесия (графически или линейной интерполяцией по табличным данным):

= 0,9748.

Минимальное флегмовое число: =	−	=	0,979−0,9748	= 0,017797.
Минимальное флегмовое число: =	−	=	0,9748−0,729	= 0,017797.
	−		0,9748−0,729

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ФЛЕГМОВОГО ЧИСЛА

Рабочее флегмовое число R

	=	∙	, где β – коэффициент избытка флегмы (берем произвольно)


R

0,0214				1,2
0,0223				1,25
0,0232				1,3
0,0241				1,35
0,0249				1,4
0,0267				1,45
0,0276				1,5
0,0285				1,55
0,0294				1,6
0,0303				1,65
0,0312				1,7
0,0321				1,75
0,0334				1,8
0,0356				1,85
0,0374				1,9
0,0392				1,95
0,041				2

Определение оптимального флегмового числа производится методом итераций.

Задаём начальное значение коэффициента избытка флегмы = 1,2 и итерационный шаг = 0,05.

Оптимальным флегмовым числом считаем флегмовое число, соответствующее минимальному объёму ректификационной колонны. Поскольку высота колонны

пропорциональна числу теоретических ступеней (тарелок)

Hкол

NТТ

, а площадь

сечения колонны пропорциональна флегмовому числу плюс единица ( + 1), то объём колонны, равный произведению площади сечения на высоту,

пропорционален произведению этих величин кол ТТ ( + 1). Таким образом, коэффициент оптимизации = ТТ ( + 1).

Таблица 3. Определение оптимального флегмового числа

Коэф. избытка	Флегмовое	Число теор.	Коэф. опти-
флегмы β	число R	ступеней NТТ	мизации k

1,2	0,0214	2	2,0375
1,25	0,0223	2	2,0392
1,3	0,0232	2	2,041
1,35	0,0241	2	2,043
1,4	0,0249	2	2,045
1,45	0,0267	2	2,046
1,5	0,0276	2	2,048
1,55	0,0285	2	2,052
1,6	0,0294	2	2,053
1,65	0,0303	2	2,055
1,7	0,0312	2	2,057
1,75	0,0321	2	2,061
1,8	0,0334	2	2,062
1,85	0,0356	2	2,068
1,9	0,0374	2	2,071
1,95	0,0392	2	2,075
2	0,041	2	2,078

Рис. 6. Определение минимума коэффициента оптимизации k = NTT·(R+1)

Результаты итераций сведены в таблицу 3. Оптимальное флегмовое число соответствует минимуму на графике зависимости коэффициента оптимизации =ТТ ( + 1) от коэффициента избытка флегмы β или флегмового числа R (рис. 6).

Оптимальные коэффициент избытка флегмы опт = 1,20, оптимальное флегмовое число = опт = 0,0214.

Состав пара на тарелке питания находим по уравнению равновесной линии верхней (укрепляющей) части колонны:

= +1 + +1 = 0,0214+10,0214 0,729+ 0,0214+10,79 = 0,664.

Число питания ректификационной колонны:

	̇		−		0,979 − 0,074
=		=		=		= 1,382
	̇		−		0,729 − 0,074

РАСЧЁТ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОТОКОВ В КОЛОННЕ

Воспользовавшись t-x,y диаграммой определим температуры жидкости и пара в ключевых сечениях колонны (рис. 8). Значения температур заносим в табл. 4.

Рис. 8. Определение температур кипения жидкости и конденсации пара в ключевых сечениях колонны

Для найденных температур определяем значения физических свойств жидкости и пара при соответствующих составах.

Плотности компонентов при температуре кубовой жидкости = 179°С

= 645−

654 − 645

(179 − 170) = 645,8

кг

НК

180 − 170

м3

= 899,2−

906,6−899,2

(179 − 170) = 892,54

кг

ВК

180−170

м3

Плотность кубовой жидкости:

= 887,454

кг

1− ̄

0,015

1−0,015

м3

645,8

кг

892,54

кг

НК ВК

Плотности компонентов при температуре жидкости в точке питания = 135,5°С:

НК = 677 − 685−677140−130 (135,5 − 130) = 680,6 мкг3, ВК = 928,8 − 936,2−928,8140−130 (135,5 − 130) = 924,73 мкг3.

Плотность жидкости в точке питания:

= 824,2113

кг

1− ̄

0,3500

1−0,3500

кг +

кг

м3

НК

ВК

680,6

924,73

м3

Плотности компонентов при температуре дистиллята = 99,9°С:

= 709−

717−709

(99,9 − 90) = 709,088

кг

НК

100−90

м3

= 951 −

958,4−951

(99,9 − 90) = 951,074

кг

ВК

100−90

м3

Плотность дистиллята:

= 727,6007

кг

1− ̄

0,9

1−0,9

м3

709,088

кг

951,074

кг

НК

ВК

м3

Молярные объёмы:

= 0

= 22,4

м3

273,15+179

760

= 37,079

м3

кмоль

273,15

760

кмоль

= 22,4

м3

273,15+135,5

= 33,512

м3

кмоль

273,15

кмоль

= 22,4

м3

273,15+99,9

= 30,592

м3

кмоль

273,15

кмоль

Плотности паровой фазы:

88,503

кг

кмоль

= 2,386869

м3

37,079

кмоль

38,631

кг

кмоль

= 1,152757

м3

33,512

кмоль

19,6

кг

кмоль

= 0,640682

м3

30,592

кмоль

Вязкости жидких компонентов при температуре кубовой жидкости = 179°С находим линейной интерполяцией по справочным данным [2, с. 15] (см. Приложение, с. ??):

НК = 0,054− 0,086−0,054180−170 (179 − 170) = 0,0572 мПа с, ВК = 0,1131− 0,1297−0,1131180−170 (179 − 170) = 0,11476 мПа с.

Вязкость кубовой жидкости:

= 10 ( НК)+(1− ) ( ВК) = 100,074 (0,0572 мПа с)+(1−0,074) (0,11476 мПа с) = 0,113568мПа с.

Вязкости жидких компонентов при температуре жидкости в точке питания =

135,5°С:

1 / 21 2 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке фенол-вода (незаконченный (носырев - мудак))

#
16.04.202023.69 Кб8pakht.xlsx
#
16.04.2020159.14 Кб6skhema_P_P_K_P_TT.pdf
#
16.04.202025.52 Кб2проверка через кафедральную прогу.png
#
16.04.2020775.68 Кб10Проект ПРОЦЕСССС2.doc
#
16.04.2020382.65 Кб6расчёт начало.pdf
#
16.04.2020561.8 Кб7расчетка фенол-вода.pdf
#
16.04.2020268.85 Кб3усредненные.xlsx
#
16.04.2020127.7 Кб2фен1.jpg
#
16.04.202038.02 Кб3фен1.png
#
16.04.202033.39 Кб3фен2.png
#
16.04.202028.04 Кб3фен3.png