2 сем / расчет работа по ректификации (Кузнецова) / Расчет работа по ректификации 6 вариант
.docx
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«МИРЭА – Российский технологический университет»
РТУ МИРЭА
|
Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова |
|
(наименование Института)
|
Кафедра процессов и аппаратов химической технологии |
|
(наименование кафедры)
Домашнее задание на тему:
Расчет тарельчатых колонных аппаратов
Вариант 6
Работу выполнила
Студентка группы ХББО-02-16
Дирина Виктория
Руководитель работы
Кузнецова Наталья Анатольевна
Москва, 2019
Дано:
Рассчитать процесс непрерывной ректификации бинарной системы ацетон-вода, поступающей в количестве W1=3000 кг/ч с концентрацией а1=30%. Необходимо получить продукт с концентрацией a2=96% и кубовой остаток с концентрацией a0=2%. Коэффициент избытка флегмы σ=2,5. КПД тарелки η=0,65. Давление греющего пара, обогревающего куб колонны, Pгр=4 атм.
Определить:
-
число действительных и теоретических тарелок;
-
диаметр колонны;
-
расходы тепла и греющего пара в кубе, охлаждающей воды в конденсаторе;
-
определить поверхность теплообмена конденсатора.
Описание технологической схемы ректификационной установки:
В куб внизу колонны заливается бинарная жидкость с содержанием низкокипящего компонента (НКК) концентрации а1, нагревается и испаряется. Пары, обогащенные НКК, состава y поднимаются вверх, выходят из колонны и полностью конденсируются в конденсаторе до состояния кипящей жидкости. Она возвращается в колонну, стекает вниз и контактирует с восходящим потоком пара.
Рисунок 1.1. Схема ректификационной установки
1-обогревающее устройство, 2-ректификационная колонна, 3-конденсатор, 4-холодильник дистиллята, 5-сборник
-
Подбор данных по равновесию и построение диаграмм фазового равновесия Y=f(X) и t=f(X,Y).
t |
х |
у |
56,9 |
1 |
1 |
57,5 |
0,9 |
0,943 |
58,2 |
0,8 |
0,904 |
59 |
0,7 |
0,882 |
59,8 |
0,6 |
0,869 |
60,7 |
0,5 |
0,855 |
61,6 |
0,4 |
0,842 |
62,6 |
0,3 |
0,827 |
64,5 |
0,2 |
0,803 |
69,6 |
0,1 |
0,72 |
77,9 |
0,05 |
0,603 |
100 |
0 |
0 |
-
Пересчет массовых концентраций в мольные
-
Расчет флегмового числа
-
Минимальное флегмовое число
-
-
Действительное флегмовое число
-
Определение числа теоретических и действительных тарелок
-
Определение рабочей высоты колонны
где h=0,2-0,6 м – межтарельчатое расстояние
-
Определение потоков в колонне
6.1 Поток в кубе:
6.2 Поток в дистилляте:
Проверка:
- верно
-
Расчёт диаметров укрепляющей и отгоняющей колонны
Для решения необходимы равновесные данные для всех концентраций. Сведем их все в таблицу:
|
a |
x |
y |
t |
1 |
0,3 |
0,117 |
0,735 |
67,2 |
2 |
0,96 |
0,882 |
0,932 |
57,8 |
0 |
0,02 |
0,006 |
0,07 |
94 |
-
Расчет диаметра колонны в укрепляющей части:
Плотности ацетона и воды при t2=57,8°С находим из справочных данных:
ρацетона=743 кг/м3; ρводы=984,5 кг/м3
-
Расчет диаметра колонны в укрепляющей части:
Плотности ацетона и воды при t0=94°С находим из справочных данных:
ρацетона=699 кг/м3; ρводы=962,6 кг/м3
Тепловой расчет
-
Расчет расхода тепла в кубе и конденсаторе
-
Расход тепла в кубе
-
Справочные данные:
Са=2,22 кДж/кг*К
Сb=4,187 кДж/кг*К
ra=525 кДж/кг
rb=2257 кДж/кг
-
Расход тепла в конденсаторе
-
Расчет расхода греющего пара и охлаждающей воды
-
Расход греющего пара
-
rгп=2133,8 кДж/кг (при Ргп=4 атм)
-
Расход охлаждающей воды
Св- теплоемкость воды при t=19° (средняя температура в конденсаторе)
-
Расчет поверхности теплообмена конденсатора
K=600 Вт/м2К