Лабораторная работа №5 (файл: создать самостоятельно)

Объект: бутан-изобутановая ректификационная колонна К-403.

Цель работы: 1. Расчет и анализ материального и теплового балансов системы. Сравнение с экспериментальными значениями. Исследование переходных процессов.

Отчетность: отчет на Word с графиками и таблицами содержащими расчеты и выводы.

К-403А

К-403

Изобутан

Схема:

Сырье

Топливо

Бутан

Исходные данные:

Основные конструктивные и режимные характеристики изобутан-бутановой колонны к-403

Общее число тарелок двух колонн 120

Номер тарелки питания ......... 48

Расход сырья, кг-моль/ч ......... 207,2

Расход дистиллята, кг-моль/ч...... 84,5

Расход хол. орошения, кг-моль/ч. 1014,8

Номер разрезной тарелки ......... 60

Давление низа колонны, ата ...... . 11,1

Давление верха колонны, ата ....... 10,5

Температура сырья, °С .......... 77

Температура хол. орошения, °С ...... 60

Содержание изобутана в сырье, мол. % 40,782

Содержание бутана в сырье, мол. % ... 59,218

Значения концентраций и температур для изобутан-бутановой колонны

Номер тарелки	Х, МОЛ. %	У*, мол. %	y, мол. %	T, ° C
Куб	0,192	0,253	-_	84,59
0	0,247	0,326	0,253	84,58
8	0,704	0,926	0,754	84,34
16	1,767	2,319	1,920	84,01
24	4,145	5,402	4,531	83,47
32	9,031	11,598	9,894	82,58
40	17,611	22,047	19,311	81,16
48	29,478	35,648	32,336	79,32
48	27,486	33,431	32,337	79,59
60	40,605	47,574	44,576	77,65
72	64,401	70,664	66,773	74,25
84	85,381	88,634	86,344	71,48
96	95,384	96,507	95,576	70,07
108	98,742	99,057	98,807	69,44
120	99,722	99,792	99,722	69,09

Примечание.С нулевой по 48 тарелку V=1257,6; L =1380,3;

k = 679,104, а с 49 по 120: F=1258,2; L=1173,7; k=679,420 (кг^. моль/ч).

На рис.L5.2. приведены кривые разгона концентраций легколе­тучего компонента в кубе, дефлегматоре и на тарелке питания ко­лонны К-403. Сравнение концентраций, найденных методом по-тарелочного расчета и по математической модели, показывает, что расхождение расчетных значений не превышает 2%.

Рис. L 59. Кривые разгона в пусковом режиме изобутан-бутановой колон­ны К-403.

1, 1' —в кубе; 2, 2''—на тарелке питания; 3, 3' —в дефлегматоре. Кривые 1—3 рас-считывались по модели (2.1.13), 1'— 3' — потарелочным методом.

Содержание

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Описание и основные возможности Design-IIдляWindows . . . . . . . . . . . 8

Последовательность формирования задания и его расчет. . . . . . . . . . 9

1. Запуск оболочки DESIGN-II для Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

2. Создание нового документа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

3. Расположение образов оборудования на рабочем листе . . . . . . . . . . . . 10

4. Присоединение к образам оборудования технологических потоков

и обозначение их направления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

5. Выбор системы измерений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 12

6. Выбор веществ и параметров входных потоков . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

7. Определение термодинамических методов расчета свойств . . . . . . . . 14

8. Определение спецификации всего использующегося в оборудования 14

9. Определение методов сходимости решения при расчете рециклов. . . .15

10. Сохранение рабочего листа на диске и расчет ХТС . . . . . . . . . . . . . . . .16

11. Вывод значений потоков на рабочий лист. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Примеры использования DESIGN-II для Windows . . . . . . . . . . . . . . . 18

Термодинамический анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Краткое описание правил работы с модулями теплообменников . . . . . . . . 19

Использование базы данных Design-II в качестве справочника. . . . . . . . . . 20

Использование веществ, отсутствующих в базе данных и приблизи-

тельная оценка свойств веществ по их структуре . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Описание операторов моделирующих технологическое оборудование . . . 24

Смеситель (Mixer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Делитель (Divider) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Насос (Pump) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Компрессор (Compressor) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Турбина (Expander) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

Клапан или вентиль (Valve) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Теплообменник (Heat Exchanger или Exchgr-1 и Exchgr-2) . . . . . . . . . . . . . . 29

Трубопровод (Line) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Технологические операторы, расчитывающие химические превращения в системе (стехиометрический реактор, равновесный термодинамический реактор, РИС, РИВ, использование модуля пользователя) . . . . . . 36

Стехиометрический реактор (Reactor) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

Равновесный реактор (Equil Reactor) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Реактор идеального вытеснения (PLUg FLOw REActor) . . . . . . . . . . . . . . . . .

Реактор идеального смешения (CSTR или Continuous Stirred Tank Reactor) .

База данных по комонентам. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Создание ХТС с технологическими операторами, расчитывающими паро-жидкостное равновесие в системе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Сепаратор (Flash) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Упрощенная колонна дистилляции (Shortcut Fractionator) . . . . . . . . . . . . . .

Дистилляция (Distill) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Уточненный расчет колонны дистилляции (Distill-4) . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Моделировании абсорбера с помощью модуля Distill-1. . . . . . . . . . . . . . . .

Термодинамика. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Вспомогательное оборудование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Покомпонентный разделитель (Com Splitter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Огневой подогреватель (Fired Heater) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Манипулятор потоков (Stream Manipulator) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Универсальные модули (Generic) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Регулятор (Controller) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Лабораторная работа №1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Лабораторная работа №2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Лабораторная работа №3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Лабораторная работа №4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Лабораторная работа №5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Лабораторная работа №6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .