10. Расчет высоты ректификационной колонны

Высота цилиндрической части корпуса колонны определяется прежде всего числом реальных тарелок и расстоянием между ними, который зависит от условий проектируемого процесса. Кроме того, следует учесть высоту над верхней тарелкой h₁ (h₁ - высота необходимая для монтажа штуцера распределителя жидкости и сепарации потока) и нижней тарелкой колонны h₃ (h₃ - высота зоны под нижней тарелкой, необходимая для создания столба жидкости, обеспечивающего самотек), а также высоту зоны питания h₂ (h₂ – высота зоны сепарации сырьевого парожидкостного потока, а также для монтажа отбойников).

W

Рисунок 4 – Принципиальная схема колонны для расчета её высоты.

Следовательно, в расчетах принимаем следующие рекомендуемые значения:

• расстояние между тарелками равным:

• высоту над верхней и нижней тарелкой колонны равным:

• зоны питания равным:

Общая высота колонны определяется по формуле:

- фактическое число тарелок:

Таким образом, общая высота ректификационной колонны составляет 13.5м.

11. Расчет конденсатора-холодильника

    1. Расчет поверхности конденсатора-холодильника

Для расчета поверхности конденсатора-холодильника, используемой в ректификационной колонне, составим схему температур. При этом примем начальную t_нк и конечную t_кн температур соответственно: t_вн=25°C и t_вк=45°C. Движение сред принимаем противоточным. Конденсатор изображен на рисунке 4.

t₂=95.5°C

t₁=94.8°C

t_вк=45°C

t_вн=25°C

Откуда найдем средний температурный напор между теплообмениваю-щимися средами - дистиллятом и водой:

Дальше вычисляется отношение большей разности температур к меньшей: если оно меньше 2, то средняя разность температур определяется как средне-логарифмическая величина:

Поверхность конденсатора-холодильника определяется по формуле:

Так как в качестве хладагента используется вода то коэффициент теплопередачи К' примем рекомендуемое значение из предела 150÷350 и найдем поверхность конденсатора:

2. Расчет расхода воды

Расход воды, необходимое для охлаждения дистиллята определяем по следующей формуле:

где - расход воды, ;

- теплоёмкость воды, который составляет:

и - начальные и конечные температура воды;

_{Таким образом, п}оверхность конденсатора-холодильника составляет: и расход воды:

12. Расчет кипятильника

В расчете поверхности кипятильника, используемой в ректификационной колонне, учтем, что насыщенный пар конденсируется при постоянной температуре t_вп , соответствующей его давлению, и температура в кипятильнике t_w остаётся постоянной. Кипятильник изображен на рисунке 4.

Выберем значение температуры насыщенного пара по её давлению и приведём её теплоту парообразования при этой температуре, исходя из условия, что разность температур была не менее 20°С:

Таблица 7 - Теплота парообразования насыщенного

водяного пара в зависимости от давления

Давление пара, атм	Температура tвп, °С	Теплота парообразования
6	158,1	500

Найдем разность температур между тепло-обменивающимися средами - остатком и паром:

- температура водяного пара;

- температура жидкости, стекающей из отгонной части в

ребойлер, т. е. остаток,

Поверхность кипятильника определяется по формуле:

Так как в качестве теплоносителя применяется насыщенный пар то коэффициент теплопередачи К примем рекомендуемое значение из предела 290÷870 и найдем поверхность кипятильника: