- •Кафедра процессов и аппаратов Пояснительная записка
- •«Расчет ректификационной установки».
- •Оглавление:
- •Введение
- •Описание технологической схемы установки
- •Описание процесса
- •Основные физико-химические свойства перерабатываемых веществ и получаемых продуктов
- •Технологический расчет
- •Расчет диаметра тарельчатой ректификационной колонны
- •Пересчет концентраций
- •Материальный баланс колонны.
- •Расчет минимального флегмового числа
- •Расчет условно–оптимального флегмового числа
- •Расчет мольной массы жидкости в верхней и нижней частях колонны.
- •Мольная масса исходной смеси:
- •Расчет скорости пара и диаметра колонны
- •Определение действительного числа тарелок и высоты колонны
- •Расчет высоты светлого слоя жидкости и паросодержания барботажного слоя.
- •Расчет коэффициента молекулярной диффузии распределяемого компонента в жидкости и паре.
- •Расчет коэффициента массоотдачи.
- •Тепловые расчеты
- •Расчет дефлегматора
- •Расчет холодильника дистиллята
- •Расчет кипятильника
- •Расчет холодильника кубового остатка
- •Расчет подогревателя потока питания
- •Расчет и выбор диаметров штуцеров и трубопроводов
- •Заключение
- •Список используемой литературы:
Описание процесса
Исходную из промежуточной емкости 1 центробежным насосом 2 подают в холодильник кубовой жидкости 4, где она подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную колонну 6 на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси хF .
Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильник 5.
Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка хw, т.е. обеднен легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой) состав хр, получаемой в дефлегматоре 7 путем конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения-дистиллята, который охлаждается в теплообменнике 8 и направляется в промежуточную емкость 9 .
Из кубовой части колонны насосом 3 непрерывно выводится кубовая жидкость-продукт, обогащенный труднолетучим компонентом, который охлаждается в теплообменнике 4 и направляется в емкость 10.
Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный равновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят (с высоким содержанием легколетучего компонента-хлороформа) и кубовый остаток (обогащенный труднолетучим компонентом – этанолом).
Основные физико-химические свойства перерабатываемых веществ и получаемых продуктов
|
Четыреххлористый углерод |
1,2-дихлорэтан |
Химическая формула |
CHCl3 |
С2H5OH |
Температура кипения при давлении 1 ата, оС |
61,2 |
78,3 |
Молекулярная масса, г/моль |
119,38 |
46,07 |
[ 3, стр. 541, табл.. XLIV ]
Плотности веществ при различной температуре
Вещество |
Плотность кг/м3 | |||||||
|
-20 оС |
0 оС |
20 оС |
40 оС |
60 оС |
80 оС |
100 оС |
120 оС |
CHCl3 |
1563 |
1526 |
1489 |
1450 |
1411 |
1380 |
1326 |
1280 |
С2H5OH |
823 |
806 |
789 |
772 |
754 |
735 |
716 |
693 |
[ 3, стр. 512, табл. IV ]
Динамические коэффициенты вязкости жидких веществ при различной температуре
Вещество |
Динамический коэффициент вязкости, мПас (сП) | |||||||||
|
0 оС |
10 оС |
20 оС |
30 оС |
40 оС |
50 оС |
60 оС |
80 оС |
100 оС |
120 оС |
CHCl3 |
0,7 |
0,63 |
0,57 |
0,51 |
0,446 |
0,426 |
0,39 |
0,33 |
0,29 |
0,26 |
С2H5OH |
1,78 |
1,46 |
1,19 |
1,0 |
0,825 |
0,701 |
0,591 |
0,435 |
0,326 |
0,248 |
[ 3. стр. 516, табл. IX ]
Динамические коэффициенты вязкости паров веществ при различной температуре
Вещество |
Динамический коэффициент вязкости 107 Пас (мкП) | |||||
|
0 |
20 |
50 |
100 |
120 |
150 |
CHCl3 |
95 |
100 |
110 |
125 |
132 |
142 |
С2H5OH |
81 |
86 |
95 |
109 |
114 |
123 |
[ 6. том1, стр. 1002 ]
Коэффициенты теплопроводности жидких веществ при различной температуре
Вещество |
Коэффициент теплопроводности, 10–3 Вт/(мК) | ||||
|
273 К |
293 К |
313 К |
333 К |
353 К |
CHCl3 |
207,014 |
189,569 |
167,472 |
145,375 |
125,0225 |
С2H5OH |
186,08 |
181,428 |
177,939 |
173,287 |
167,472 |
Вода |
561 |
590 |
640 |
650 |
670 |
[ 5. стр. 192, рис. XI ]
Поверхностное натяжение жидких веществ при различной температуре
Вещество |
Поверхностное натяжение 108 Н/м | ||||||
|
0 оС |
20 оС |
40 оС |
60 оС |
80 о С |
100 оС |
120 оС |
CHCl3 |
30 |
27,2 |
24,4 |
21,7 |
19 |
16,3 |
13,6 |
С2H5OH |
24 |
22,3 |
20,6 |
19 |
17,3 |
15,5 |
13,4 |
[ 3. стр. 526, табл. XXIV ]
Удельная теплота парообразования (кДж/кг)
Вещество |
Удельная теплота парообразования (кДж/кг) | |||
|
0 оС |
20 оС |
60 оС |
100 оС |
CHCl3 |
271,5 |
263,1 |
247,6 |
231,3 |
С2H5OH |
921,8 |
913,4 |
879,9 |
812,9 |
[ 3. стр. 541, табл. XLV ]
Равновесные составы жидкости и пара для системы хлороформ-этанол при Р = 760 мм рт. ст.
Мольная доля хлороформа |
Температура кипения смеси, оC | |||
в жидкости |
в паре | |||
0 |
0 |
78,3 | ||
7,5 |
20,3 |
74,6 | ||
15,6 |
37,5 |
70,95 | ||
20,4 |
45,9 |
68,85 | ||
23 |
49,9 |
67,9 | ||
25,5 |
53,3 |
66,9 | ||
29,5 |
56,9 |
65,9 | ||
38,2 |
64,5 |
63,6 | ||
50,6 |
70,7 |
61,5 | ||
63,3 |
75,2 |
60,15 | ||
69,3 |
77 |
59,75 | ||
80,7 |
82,3 |
59,25 | ||
83,1 |
83,4 |
59,2 | ||
89,5 |
87,2 |
59,55 | ||
98 |
95 |
60,5 | ||
100 |
100 |
61,2 |
[ 3. c.288 табл. 323–324 ]