4. Определение числа тарелок и высоты колонны

Число тарелок колонны определяем графическим путем, пользуясь диаграммой y–x[Приложение А.2., рис.П.А.2.]. На диаграмму y – x наносим рабочие линии верхней и нижней части колонны и находим число теоретических тарелок.

В верхней части колонны: n^′т ≈ 5;

в нижней части колонны: n″т ≈ 7,

всего 12 ступеней.

Число тарелок рассчитываем по уравнению:

Для определения среднего к.п.д. тарелок η находим коэффициент относительной летучести разделяемых компонентов и динамический коэффициент вязкости исходной смеси µ.

При давление насыщенного пара при давление насыщенного пара

Динамический коэффициент вязкости при (определяем из графика x,y/t):

Принимаем динамический коэффициент вязкости исходной смеси

Тогда,

По графику [стр.323,рис.7.4.] находим .

Длина пути жидкости на тарелки

Рис. 1 Окружность

Из технической характеристики колпачковые тарелок типа ТСК-Р с диаметры колонны .

Рассмотрим прямоугольный треугольник ABC. По теореме Пифагора можно найти катет .

Находим радиус окружности:

По теореме Пифагора:

Найдем катет :

Тогда, длина пути жидкости на тарелки получается

По графику[,с.324,рис.7.5.] находим значение поправки на длину пути

Средний КПД тарелок по уравнению:

Число тарелок:

1. в верхней части колонны:

2. в нижней части колонны:

Общее число тарелок n = 24, с запасом n = 30, из них в верхней части колонны 12 и в нижней части 18 тарелок.

Высота тарельчатой части колонны:

Общее гидравлическое сопротивление тарелок:

.

4. Тепловой баланс колонны

Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе, находим по уравнению:

При

Для воды

Для уксусной кислоты

Расход теплоты, получаемой в кубе-испарителе от греющего пара, находим по уравнению:

Здесь тепловые потери приняты в размере 3% от полезно затрачиваемой теплоты: удельные теплоемкости взяты соответственно при температурах .

Расход теплоты в паровым подогревателем исходной смеси:

Здесь тепловые потери приняты в размере 5%.

Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята:

Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка:

Расход греющего пара, имеющего давление рабс. = 3 кгс/см² и влажность 5%:

1. в кубе-испарителе:

где rг.п. = 2171∙10³ Дж/кг – удельная теплота конденсации греющего пара;

2. в подогревателе исходной смеси:

где rг.п. = 2171∙10³ Дж/кг – удельная теплота конденсации греющего пара;

Всего:

Расчет охлаждающей воды при нагреве её на 20 ^oC:

1. в дефлегматоре:

2. в водяном холодильнике дистиллята:

3. в водяном холодильнике кубового остатка:

Всего: