- •1. Расчёт ректификационной колонны
- •1.1. Материальный баланс процесса массообмена
- •1.2. Определение минимального флегмового числа
- •1.3. Определение условно - оптимального флегмового числа
- •1.4. Расчёт средних массовых потоков жидкости и пара
- •1.5.1.1. Коэффициент m, учитывающий влияние на унос физических свойств жидкости и пара
- •1.5.1.2. Определение высоты светлого слоя жидкости
- •1.5.1.3. Паросодержание барботажного слоя
- •1.5.1.5. Определение межтарельчатого уноса с помощью эмпирических уравнений
- •1.5.2. Расчет коэффициентов молекулярной диффузии
- •1.5.3. Расчет коэффициентов массоотдачи
- •1.5.4. Расчет коэффициентов массопередачи
- •1.6 Расчет гидравлического сопротивления колонны
- •2. Расчёт вспомогательного оборудования
- •2.1. Расчёт теплообменников
- •2.1.1. Расчёт подогревателя исходной смеси
- •2.1.3. Расчёт кипятильника
- •2.1.4. Расчёт холодильника дистиллята
- •2.2. Расчёт диаметров трубопроводов
- •2.3. Подбор ёмкостей для сбора продуктов и хранения сырья
- •2.4. Расчёт насосов
- •2.4.1. Расчёт насоса для подачи исходной смеси
- •2.4.2. Расчёт насоса для подачи флегмы
- •2.5. Подбор конденсатоотводчиков
- •2.6. Расчёт толщины теплоизоляции для основных аппаратов
- •3. Выбор точек контроля над проведением процесса
- •4. Список литературы
Определим высоту колонны:
HK = (N − 1)H + ZВ + ZН = (43 − 1) ∙ 0,4 + 1,4 + 2,5 = 20,7 м
где ZВ; ZН - высота сепарационного пространства над верхней тарелкой и расстояние между нижней тарелкой и днищем аппарата.
Для D = 2600 мм: Z В = 1400 мм; Z Н = 2500 мм.
Также в расчете высоты колонны следует учесть высоту опоры и высоту крышки
D = 2600 мм:
По ГОСТу 6533-78
HКР = 730 мм – высота крышки (без учета штуцера вывода паров дистиллята), HОП= 1600 мм – высота опоры, D = 2450 мм
Соответственно,
|
|
|
HK = 20,7 + 1,6 + 0,73 = 23,03 м |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
0,75 |
|
|
|
|
доли |
0,5 |
|
|
|
|
y, мол |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
|
|
|
|
|
0 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
|
0 |
||||
|
|
|
х, мол. доли |
|
|
Рис. 1.6 – Построение кинетической криво
1.6 Расчет гидравлического сопротивления колонны
Гидравлическое сопротивление тарелок колонны ∆Р К определим по формуле:
25
∆ Рк = NВ · ∆ РВ + NН · ∆ РН
∆РВ; ∆РН – гидравлическое сопротивление тарелки соответственно верхней и нижней части колонны.
Полное гидравлическое сопротивление одной тарелки определяются по формуле:
∆ Р = ∆ Рс + ∆ Рп + ∆ Рσ
Гидравлическое сопротивление сухой (неорошаемой) тарелки
∆ Рс = ζ · ωt2 · ρу
2 · Fс2
ζ - коэффициент сопротивления сухой тарелки табл. Для клапанной тарелки ζ = 3,6
∆ Рс.в = 3,6 1,922 · 0,87 = 579,6 Па 2 · 0,09982
∆ Рсн = 3,6 |
2,192 |
· 1,62 |
= 1404 Па |
|
2 · 0,09982 |
||||
|
|
Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя (пены) на тарелке определим по формуле:
∆ Рп = g · ρx · ho
Для нижней части колонны:
∆ Рпв = 9,81 · 957,7 · 0,025 = 234,9 Па Д л я в е р х н е й ч а с т и
колонны:
∆ Рпн = 9,81 · 902,2 · 0,024 = 212,4 Па
Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:
∆ Рσ = |
4 · σ |
d |
|
|
э |
Для верхней части колонны:
26
∆ Рσв = 4 |
· 0,03785 |
= 25,1 Па |
|
0,009 |
|
Для нижней части колонны: |
|
|
∆ Рσн = 4 |
· 0,05627 |
= 16,8 Па |
|
0,009 |
|
Полное гидравлическое сопротивление одной тарелки:
Вверхней части колонны:
∆Рв = 1404 + 212,4 + 16,8 = 1633,2 Па
Внижней части колонны:
∆Рн = 579,6 + 234,9 + 25,1 = 839,6 Па
Полное гидравлическое сопротивление колонны:
∆ Рк = 839,6 · 4 + 1633,2 · 39 = 67053,2 Па
27