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:

Тогда:

°С

°С

Отношение разностей температур:

Средняя разность температур определяется по формуле:

°С

Поверхность конденсатора-холодильника определяется по формуле:

м²

Коэффициент теплопередачи: К=128,9 ккал/м²ч⁰С

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 170 °С и теплоту конденсации (r) 481 ккал/кг.

Средняя разность температур:

°С.

Поверхность кипятильника определяется по формуле:

м².

Коэффициент теплопередачи: К=580,0 ккал/м²ч⁰С

Расход водяного пара:

м³/ч.

11 Расчет диаметра штуцеров

Диаметры штуцеров определяются в зависимости от объемного расхо­да и допустимой линейной скорости потока. Допускаемая линейная скорость в штуцерах зависит от агрегатного состояния потока, фактического напора, допустимой потери напора и др.

Схема расположения штуцеров представлена на рисунке 16.

1 - штуцер для вывода паров с верха колонны; 2 - штуцер для ввода холодного орошения; 3 - штуцер для ввода паров из кипятильника; 4 - штуцер для вывода жидкости из колонны; 5 - штуцер для ввода сырья.

Рисунок 16- Схема расположения штуцеров

Расчет штуцера 1

Рассчитывается количество паров, уходящих сверху колонны:

кг/ч.

Рассчитывается секундный объем паров:

м³/с.

Допустимая скорость паров принимается равной 20 м/с, м/с

м.

Расчет штуцера 2

Рассчитывается плотность жидкости, поступающей в колонну:

кг/м³,

кг/м³.

Рассчитывается секундный объем жидкости:

м³/с

Допустимая скорость жидкости принимается равной 0.5 м/с, м/с

м.

Расчет штуцера 3

Рассчитывается секундный объем паров:

м³/с.

Допустимая скорость паров принимается равной 15 м/с, м/с

м.

Расчет штуцера 4

Рассчитывается объем жидкости, стекающей в кипятильник:

м³.

Плотность жидкости, стекающей в кипятильник

кг/м³, кг/м³.

Рассчитывается секундный объем жидкости:

м³/с.

Допустимая скорость жидкости принимается равной 2 м/с, м/с

м

Расчет штуцера 5

Так как, в колонну поступает парожидкостная смесь, необходимо определить секундный расход паров и жидкости.

Количество паровой фазы определяется по формуле:

кмоль/ч.

Рассчитывается секундный объем паров:

м³/с.

Допустимая скорость паров принимается равной 20 м/с, м/с, и

рассчитывается сечение по пару:

м².

Количество жидкой фазы определяется по формуле:

кг/ч.

Массовый состав жидкой фазы:

.

Плотность жидкой фазы при 20 °С и при

кг/м³,

кг/м³.

Рассчитывается секундный объем жидкости:

м³/с.

Допустимая скорость паров принимается равной 1 м/с, м/с, и

рассчитывается сечение по жидкости:

м²,

м.

Вывод

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.

Заключение

В результате проведенных расчетов было определено:

- Процесс ректификации

процесс разделения жидкости смеси, компоненты которых различаются по температурам кипения, осуществляемой путем противоточного многократного контактирования неравновесных паров и жидкости.

- Самая низкая температура в верху колоны, высокая внизу.

- Величина Q и Q могут меняться только в общем направлении и при этом их разность остается постоянной.

- Внешние потоки колоны и концентрации компонентов в них взаимосвязаны и не могут устанавливаться произвольно.

- По высоте колоны концентрации паров и жидкости изменяются неравномерно.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Ахметов С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа.- Учебное пособие для вузов.- Уфа: Гилем, 2002.- 672с.

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

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

4. Скобло А. И, Трегубова И. А, Молоканов Ю.К. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.- М.: Химия, 2000.- 585с.

5. Поникаров И.И., Поникаров С.И., Рачковский С.В. Расчеты машин и аппаратов химических производств и нефтегазопереработки .- Учебное пособие .- Москва: Альфа-М, 2008.-717 с.

ПИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Принципиальное устройство ректификационной колонны

Рисунок 2 - Колонна ректификационная. Чертеж общего вида

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Описание технологической схемы

ППРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

Принципиальная конструкция контактных устройств

53