Metodicheskie_ukazania_ind

Указания к решению

Определить необходимую поверхность массопередачи, а затем с учетом характеристик насадки [2], рассчитать объем, занимаемый насадкой, и ее высоту. Если высота насадочной части превышает 20 метров, определить число последовательно установленных скрубберов. Коэффициент смачиваемости насадки принять равным единице.

Задача 23

Определить число действительных тарелок в ректификационной колонне непрерывного действия для разделения бинарной смеси.

Исходные данные

1. Количество исходной смеси G_F, кг/ч.

2. Содержание низкокипящего компонента в исходной смеси Х_F, %.

3. Содержание низкокипящего компонента в дистилляте Y_D, %.

4. Содержание низкокипящего компонента в кубовом остатке Х_W, %.

5. Коэффициент избытка флегмы β.

6. Коэффициент полезного действия колонны η.

№ п/п	А	GF, кг/ч	Концентрация низкокипящего компонента, %			β	η
			ХF	YD	ХW
	Бензол-толуол	10000	20	95	4	1,3	0,60
	Метиловый спирт-вода	8000	25	90	6	1,5	0,65
	Вода-уксусная кислота	6000	15	82	4	1,7	0,55
	Этиловый спирт-вода	4000	30	88	5	1,1	0,70
	Хлороформ-бензол	2000	35	80	3	1,9	0,50
	Бензол-толуол	3000	40	92	3	2,0	0,52
	Метиловый спирт-вода	5000	37	84	5	2,1	0,73
	Вода-уксусная кислота	7000	28	93	6	2,3	0,45
	Этиловый спирт-вода	9000	22	91	4	2,2	0,63
	Ацетон-вода	1000	22	91	6	2,5	0,58
	Бензол-толуол	8000	18	96	5	1,4	0,55
	Метиловый спирт-вода	6000	23	92	4	1,8	0,60
	Вода-уксусная кислота	5000	20	90	5	1,9	0,58
	Этиловый спирт-вода	3500	25	84	3	1,5	0,70
	Хлороформ-бензол	2500	32	82	4	2,0	0,60
	Бензол-толуол	4000	38	90	3	1,8	0,54
	Метиловый спирт-вода	4200	35	84	5	2,2	0,70
	Вода-уксусная кислота	6800	25	95	5	2,1	0,48
	Этиловый спирт-вода	10000	24	92	4	2,3	0,65
	Ацетон-вода	1200	20	92	5	2,6	0,60
	Бензол-толуол	12000	22	97	4	1,5	0,65
	Метиловый спирт-вода	10000	20	94	5	2,0	0,70
	Вода-уксусная кислота	7000	10	80	6	1,6	0,60
	Этиловый спирт-вода	4500	28	85	5	1,2	0,80
	Хлороформ-бензол	3000	30	82	3	2,2	0,55
	Бензол-толуол	2600	35	94	2	2,0	0,60
	Метиловый спирт-вода	5800	36	85	5	2,1	0,75
	Вода-уксусная кислота	7500	27	90	6	2,2	0,48
	Этиловый спирт-вода	8000	20	95	5	1,9	0,58
	Ацетон-вода	950	24	95	3	2,3	0,60

Указания к решению

Расчет поверхности графическим методом в диаметре Y-Х (состав пара – состав жидкости).

Данные для построения равновесной линии взять из литературы [2].

Привести концентрации, заданные в массовых процентах, в мольные доли.

Задача 24

Определить расход греющего пара в кубе ректификационной колонне непрерывного действия при разделении бинарной смеси метиловый спирт-вода. Конденсат греющего пара не охлаждается.

Исходные данные

1. Количество поступающей смеси (питания) G_F, кмоль/с.

2. Состав (содержание низкокипящего компонента, мольные доли):

питания Х_F;

дистиллята Y_D;

остатка Х_W.

3. Коэффициент избытка флегмы β.

4. Давление греющего насыщенного пара Р_п, МПа.

5. Потери тепла ректификационной установкой составляют а, % от тепла, подводимого в кипятильник греющим паром.

№ п/п	GF, кмоль/с	Состав, мольный доли			β	Рп, МПа	а, %
		ХF	YD	ХW
	1,0	0,15	0,99	0,02	1,2	0,30	5
	2,0	0,20	0,98	0,03	1,3	0,40	8
	2,5	0,25	0,95	0,04	1,5	0,50	10
	3,0	0,30	0,92	0,05	1,7	0,30	3
	1,5	0,25	0,80	0,02	2,2	0,40	5
	2,0	0,20	0,75	0,03	2,3	0,50	8
	2,0	0,15	0,92	0,04	2,2	0,30	10
	3,0	0,20	0,94	0,05	1,8	0,40	3
	1,0	0,25	0,85	0,02	2,1	0,50	5
	1,5	0,30	0,70	0,03	2,5	0,30	8
	1,2	0,20	0,97	0,02	1,3	0,25	4
	1,5	0,24	0,95	0,03	1,4	0,35	7
	2,2	0,25	0,90	0,05	1,8	0,45	10
	2,8	0,28	0,92	0,03	1,7	0,40	5
	2,2	0,28	0,85	0,02	2,1	0,30	6
	1,8	0,19	0,76	0,03	2,5	0,45	8
	1,8	0,15	0,90	0,05	2,0	0,30	8
	2,6	0,18	0,95	0,04	1,6	0,35	4
	1,2	0,20	0,80	0,08	2,2	0,50	8
	1,3	0,25	0,75	0,04	2,5	0,40	10
	1,3	0,14	0,96	0,03	1,4	0,30	5
	1,8	0,16	0,99	0,02	1,3	0,35	8
	2,0	0,23	0,98	0,04	1,8	0,60	10
	3,2	0,32	0,94	0,05	1,8	0,40	3
	2,0	0,22	0,85	0,03	1,9	0,30	5
	2,2	0,21	0,81	0,05	2,4	0,45	7
	2,2	0,14	0,94	0,06	2,0	0,40	10
	2,8	0,20	0,96	0,04	1,5	0,30	4
	1,4	0,23	0,89	0,03	1,8	0,50	8
	1,1	0,28	0,80	0,04	2,1	0,30	10

Указания к решению

Составить материальный баланс процесса ректификации. Определить минимальное флегмовое число R_min. Состав пара, находящегося в равновесии с поступающей смесью, определить по диаграмме Х-Y (состав жидкости – состав пара в мольных долях), построенной по данным, приведенным в литературе [2].

Температуры поступающей смеси t_F и выходящего остатка t_W принять равными температурам их кипения. Температуру уходящего дистиллята t_D принять равной температуре его конденсации. Эти температуры определить в зависимости от составов _ХF, Y_D и Y_D по диаграмме t-х-y, построенной по данным, приведенным в литературе [2].

Теплоемкость бинарной смеси, а также теплоту ее парообразования определить по закону аддитивности с учетом состава.

Задача 25

Определить расход экстрагента, выход рафината и экстракта, а также состав экстракта при экстрагировании уксусной кислоты из водного раствора диэтиловым спиртом в одноступенчатой установке (при температуре 25⁰С).

Исходные данные

1. Количество водного раствора уксусной кислоты G_F, кг.

2. Концентрация исходного раствора Х_F, %.

3. Концентрация получаемого рафината Х_R, %.

№ п/п	GF, кг	ХF, %	ХR, %
	100	25,5	1,5
	200	20,2	2,5
	300	22,2	3,0
	400	21,7	1,0
	500	15,0	2,0
	150	35,5	3,5
	250	30,6	1,5
	350	27,0	2,0
	4560	40,5	3,0
	550	23,0	1,5
	120	20,8	2,0
	220	18,6	2,5
	320	24,1	3,0
	420	20,4	1,1
	520	15,0	1,5
	170	32,0	3,0
	270	28,6	1,5
	370	25,0	2,0
	4600	38,5	2,5
	570	22,0	1,4
	140	23,5	1,5
	180	21,5	2,8
	220	24,2	2,8
	460	20,8	1,5
	540	18,0	2,0
	300	34,0	3,8
	480	29,6	1,8
	400	25,0	2,0
	5000	37,5	2,5
	650	24,0	1,5

Указания к решению

Данные по фазовому равновесию системы вода – уксусная кислота – диэтиловый эфир при t=25⁰С взять из литературных источников [2].

Расчет провести в треугольной диаграмме с подробным изучением хода решения.

Считать, что на экстракцию подается чистый экстрагент, т.е. Х_S=0.

Задача 26

Определить число теоретических ступеней экстрагирования, состав и выход полученных при этом продуктов при экстракции ацетона из воды хлорбензолом в многоступенчатой схеме экстракции при перекрестном токе экстрагента.

Исходные данные

1. Расход исходной смеси G_F, кг/ч.

2. Содержание ацетона в рафинате Х_R, %.

3. Содержание ацетона в исходной смеси Х_F, %.

№ п/п	GF, кг/ч	ХR, %.	ХF, %
	100	1,5	40,5
	150	2,0	45,0
	200	3,5	50,5
	250	3,0	55,0
	300	2,5	60,5
	350	4,0	65,0
	400	5,0	70,5
	450	2,5	50,0
	500	3,0	55,0
	550	4,5	60,5
	120	2,0	45,5
	70	2,5	50,0
	220	4,0	55,5
	270	3,0	60,0
	320	4,5	65,5
	370	5,5	70,5
	420	3,5	55,5
	470	5,0	50,5
	520	1,8	60,0
	570	2,3	65,5
	140	3,8	35,5
	190	3,3	40,0
	240	2,8	45,5
	290	4,3	50,0
	340	5,3	55,5
	390	2,8	60,0
	440	3,3	65,5
	490	3,5	55,0
	540	3,3	50,0
	590	4,5	55,5