4.7 Расчет высоты ректификационной колонны

4.7.1 Расчет числа теоретических тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны

Число теоретических тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны N_т.в и N_т.н соответственно, штук, определим по методу Мак-Кэба и Тиле [1, стр. 121] (построения на диаграмме xy представлены на рисунке 4.15). Число теоретических тарелок в укрепляющей части колонны N_т.в = 12,9 штук, число теоретических тарелок в исчерпывающей части колонны N_т.н = 8,4 штук. Дробные части значений определены по методу, описанному в пособии [1, стр. 58].

Рисунок 4.15 – К определению числа теоретических тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях ректификационной колонны

4.7.2 Расчет средней эффективности тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны

Среднюю эффективность ситчатых тарелок при ректификации в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны соответственно определяем с помощью эмпирических зависимостей [1, стр. 146]:

Величины рассчитываем по формулам:

Давления насыщенных паров НК и ВК при температуре t_xв = 101°C: P_{НК.в ­}= 105525 Па; P_{ВК.в ­}= 57782 Па [1, табл. 25, стр.270].

Давления насыщенных паров НК и ВК при температуре t_xн = 105,36°C: P_{НК.в ­}= 123835 Па; P_{ВК.в ­}= 67315 Па [1, табл. 25, стр.270].

При длине пути жидкости на тарелке l_п более 0,9 м следует откорректировать полученные значения . Определим длину пути жидкости на тарелке l_п, м, по формуле

При l_п > 0,9 м корректировку полученных ранее значений проводим по следующим зависимостям:

Из графика зависимости A_l = f (l_п) [1, рис. 2.19, стр. 147] A_l =1,08.

4.7.3 Расчет числа тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны

Число тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны N_в и N_н соответственно, штук, рассчитаем по формулам:

Округляем полученные значения до целого в большую сторону и получим ; Общее число тарелок ректификационной колонны N, штук, определяем следующим образом:

Руководствуясь указаниями по конструированию колонных аппаратов [2], принимают четным (при необходимости для этого в укрепляющую часть добавляют одну тарелку).

Окончательно принимаем:

• число тарелок в укрепляющей части колонны ;

• число тарелок в исчерпывающей части колонны ;

• общее число тарелок в колонне ;

• питающая тарелка 15-тая (снизу).

4.7.4 Расчет высоты тарельчатой части колонны

Принимаем, что разделяемая смесь не содержит загрязненных сред, поэтому максимальное количество тарелок в колонне, при которой не требуется установка люков в ее тарельчатой части, . Общее число тарелок в колонне , поэтому необходима установка люков.

Число устанавливаемых люков , штук, и, соответственно, число увеличенных межтарельчатых расстояний под люки определяем следующим образом:

Высоту тарельчатой части корпуса ректификационной колонны , м, рассчитываем по формуле

По рекомендациям, приведенным в каталоге [2], принимаем .

4.7.5 Расчет габаритной высоты ректификационной колонны

Габаритную высоту тарельчатой ректификационной колонны цельносварного исполнения (см. рисунок 4.16) рассчитываем по формуле

1 – корпус; 2 – тарелки; 3 – цилиндрическая опора.

Штуцера: А – для подвода питания; Б – для входа флегмы; В – для выхода пара флегмы и дистиллята; Г – для входа парожидкостной смеси из испарителя; Д – для выхода кубового остатка на циркуляцию (в испаритель); Е – для выхода кубового остатка

Рисунок 4.16 – Схема к расчету габаритной высоты тарельчатой ректификационной колонны цельносварного исполнения

Для цельносварных тарельчатых колонных аппаратов диаметром от 1,0 до 3,6 [1, рис. 2, стр. 306]: .

Высоту эллиптического днища с отбортовкой , м, приближенно рассчитываем по формуле

Расчетная габаритная высота колонны меньше максимально допустимой габаритной высоты стандартизированного цельносварного тарельчатого колонного аппарата, которая при составляет 30 м [2].