3. Подбор материалов

Конструкционный материал выбираем исходя из соображений коррозионной стойкости материала. Скорость коррозии не должна превышать 0,1 мм. в год.

Мы имеем дело с органическими жидкостями и их парами. В этом случае используются хромированные стали.

Выбираем сталь Х18Н10Т

Состав стали:

С – не более 0,12%; Si – не более 0,8%; Мn – 1-2 %;

Cr – 17-19%; Ni – 9-11%; Ti – 0,6%

Примеси: S – не более 0,02 %; P – не более 0,035%

Коэффициент теплопроводности для этой стали равен 16,4 Вт/м к

Прокладочный материал фторопласт – 4.

4. Материальный баланс процесса

4.1. Нахождение оптимального флегмового числа графическим способом .

Пересчитаем массовые доли содержания спирта в исходной смеси, ректификате и кубовом остатке в мольные:

;

кмоль / кмоль смеси

Аналогично найдем: x_P=0.818 ; x_W=0,004 кмоль/кмоль смеси.

R_min = ( x_p- y^*_f)/( y^*_f - x_f ) = (0,818-0,415)/(0,415-0,089)=1,236

Для графического определения оптимального флегмового числа построим график зависимости N(R+1) от R, где N число ступеней изменения концентраций или теоретических тарелок. Оптимальное флегмовое число соответствует минимальному значению произведения N(R+1).

Данные для построения графической зависимости приведены в таблице (Таблица 2).

Уравнение рабочей линии укрепляющей части колонны:

R	N	(R+1)N
1.4	14	33.6
1.6	10	26.0
1.8	8	22.4
2.0	8	24
2.2	8	25.6
3.0	7	28

Из графика найдем, что значение Rопт = 1,80

4.2. Расчет на эвм

Расчёт на ЭВМ дал следующий результат:

Минимальное R = 1,278;

Условно-оптимальное R = 2.380 , примем это флегмовое число за рабочее .

P = F – W = 2.088*10³ кг/час

4.3. Расчёт средних массовых расходов

Мольная масса дистиллата равна :

M_p =0,818*46,07+ 18,02*(1- 0,818)= 40,96 кг / кмоль

Средний мольный состав жидкости в верхней части колонны :

X ср.в =0,5*( Хр + Хf ) = 0.4535 кмоль / кмоль смеси

Средний мольный состав жидкости в нижней части колонны :

X ср.н =0,5*( Хw + Хf ) = 0.0465 кмоль / кмоль смеси

Средняя мольная масса жидкости в верхней части колонны :

Mв = Мэ* X ср.в + Мв*(1 - X ср.в) = 31,1942 кг / кмоль

Средняя мольная масса жидкости в нижней части колонны :

Mн = Мэ* X ср.н + Мв*(1 - X ср.н) = 19,3243 кг / кмоль

Мольная масса исходной смеси :

M_F = 0,089*46,07+(1-0,089)*18,02 = 20,5165 кг / кмоль

Средняя массовая нагрузка по жидкости для верхней части колонны :

Lв = PRM_В / M_P = 1,051 кг/с

Средняя массовая нагрузка по жидкости для нижней части колонны :

Lн = PRM_н / M_P = 0,651кг/с

Средний мольный состав пара в верхней части колонны :

Y ср.в =0,5*( Yр + Yf ) = 0,553 кмоль / кмоль смеси

Средний мольный состав пара в нижней части колонны :

Y ср.н =0,5*( Yw + Yf ) = 0.146 кмоль / кмоль смеси

Средняя мольная масса пара в верхней части колонны :

M'в = Мэ* Y ср.в + Мв*(1 - Y ср.в) = 33,532 кг / кмоль

Средняя мольная масса пара в нижней части колонны :

M'н = Мэ* Y ср.н + Мв*(1 - Y ср.н) = 22,115 кг / кмоль

Средняя массовая нагрузка по пару для верхней части колонны :

Gв = P(R + 1 )M'_В / M_P = 1,605 кг/с

Средняя массовая нагрузка по пару для нижней части колонны :

Gн = P(R + 1 )M'_н / M_P = 1,058 кг/с