Заключение

1) Проведен проектный расчет колонного аппарата для разделения бинарной смеси метанол – этанол при атмосферном давлении, определено количество тарелок и флегмовое число, необходимыеп для достижения заданного качества разделения.

2) На основании данных, полученных в ходе проектного расчета, произведен потарельчатый расчет колонного аппарата, рассчитаны основные конструк-тивные параметры тарелок.

Список использованных источников

1. Худович, И. М. Современные системы автоматизированного моделирова-ния химико-технологических процессов в нефтепереработке и нефтехимии. Учебное пособие / И. М. Худович. Новополоцк: ПГУ, 2008. – 108 с.

2. Исследование и проектирование химико-технологических процессов с применением моделирующей программы ChemCad. Учебное пособие / Н. Н. Зиятдинов, В. М. Емельянов, Л. А. Смирнова и др. – 2-е издание, исправ-ленное. Казань: КГТУ, 2003. – 84 с.

3. Александров, И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и конструирования – 2-е изд., М.: Химия, 1971. – 296 с.

4. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. / Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский и др. Под ред. Ю. И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Химия 1991. – 496 с.

Приложение А

CHEMCAD 5.2.0 Page 1

Имя задания: Бензол - Толуол Дата: 05/25/2012 Время: 22:11:08

ОТЧЕТ ПО СХЕМЕ

Оборудование Метка Номера потоков

1 HTXR 1 7 -2 -8

2 SHOR 2 -3 -4

3 HTXR 3 9 -5 -10

4 HTXR 4 11 -6 -12

Соединения потоков

Поток Оборудование Поток Оборудование Поток Оборудование

От к От к От к

1 1 5 3 9 3

2 1 2 6 4 10 3

3 2 3 7 1 11 4

4 2 4 8 1 12 4

Режим расчета : Последов.

Алгоритм испарения : Нормал.

Последовательность расчета оборудования

1 2 3 4

В схеме нет рецикла.

КОМПОНЕНТЫ

ID # Наименование

1 40 Benzene

2 41 Toluene

3 62 Water

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Метод расчета Кравн. : SRK

Несмешиваемость вода/углеводород

Метод расчета энтальпии : SRK

Модель плотности жидк. : Библиотечная

CHEMCAD 5.2.0 Page 2

Имя задания: Бензол - Толуол Дата: 05/25/2012 Время: 22:11:08

Полный масс. баланс kmol/h kg/h

Вход Выход Вход Выход

Benzene 17.282 17.282 1350.000 1350.000

Toluene 34.187 34.187 3150.000 3150.000

Water 810.561 810.561 14602.263 14602.263

Всего 862.031 862.031 19102.263 19102.263

CHEMCAD 5.2.0 Page 3

Имя задания: Бензол - Толуол Дата: 05/25/2012 Время: 22:11:08

ОТЧЕТ ПО ОБОРУДОВ.

Отчет по теплообменнику

Оборудование № 1 3 4

Название

Перепад давления 1 Pa 1000.0000 1000.0000 1000.0000

T Out Str 1 C 97.2300 30.0000 30.0000

T Out Str 2 C 151.1000 40.0000 40.0000

Calc Ht Duty MJ/h 610.9354 310.4951 887.9674

LMTD (End points) C 87.3854 40.2950 48.6213

LMTD Corr Factor 1.0000 1.0000 1.0000

Utility Option: 1 1 1

Str1 Pout Pa 500000.0313 499000.0000 499000.0000

Str2 Pout Pa 500000.0000 110000.0000 110000.0000

Отчет по приближенному расчету ректификации

Оборудование № 2

Название

Mode 2

Light key component 1.0000

Light key split 0.9800

Heavy key component 2.0000

Heavy key split 0.0400

R/Rmin 1.5000

Number of stages 20.5230

Min. No. of stages 12.0854

Feed stage 9.8329

Condenser duty MJ/h -2312.5845

Reboiler duty MJ/h 2971.6787

Colm pressure Pa 500000.0000

Reflux ratio, minimum 2.3761

Calc. Reflux ratio 3.5642

CHEMCAD 5.2.0 Page 4

Имя задания: Бензол - Толуол Дата: 05/25/2012 Время: 22:11:08

СВОЙСТВА ПОТОКА

Поток № 1 2 3 4

Название Feed

- - Общие - -

Мольн расх kmol/h 51.4692 51.4692 18.3043 33.1649

Масс расх kg/h 4500.0000 4500.0000 1449.0001 3051.0000

Темп C 20.0000 97.2300 144.5917 177.4043

Давл Pa 501000.0091 500000.0290 500000.0000 500000.0000

Мол. доля пара 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Энтал. MJ/h 1233.8 1844.7 1177.2 1326.7

Tc C 309.9991 309.9991 291.5953 318.3884

Pc Pa 4443234.3227 4443234.3227 4864064.6514 4119086.7592

Стд.отн.пл.,вода = 1 0.876 0.876 0.884 0.873

Стд.отн.пл.,возд = 1 3.019 3.019 2.733 3.176

Градус API 29.9941 29.9941 28.5775 30.6668

Ср. мол. вес 87.4310 87.4310 79.1619 91.9948

Факт. плотн. kg/m3 871.3248 794.6587 738.4604 703.8648

Факт. объем m3/h 5.1645 5.6628 1.9622 4.3346

Стд. жид m3/h 5.1405 5.1405 1.6407 3.4998

Стд пар 0 C m3/h 1153.6117 1153.6117 410.2651 743.3466

- - Только жидкость - -

Мольн расх kmol/h 51.4692 51.4692 18.3043 33.1649

Масс расх kg/h 4500.0000 4500.0000 1449.0001 3051.0000

Ср. мол. вес 87.4310 87.4310 79.1619 91.9948

Факт. плотн. kg/m3 871.3248 794.6587 738.4604 703.8648

Факт. объем m3/h 5.1645 5.6628 1.9622 4.3346

Стд. жид m3/h 5.1405 5.1405 1.6407 3.4998

Стд пар 0 C m3/h 1153.6117 1153.6117 410.2651 743.3466

Cp J/kmol-K 138798.8654 168718.2867 171296.8433 214048.3402

Z фактор 0.0231 0.0199 0.0171 0.0198

Вяз-ть Pa-sec 0.0006072 0.0002739 0.0001761 0.0001244

Теплопр W/m-K 0.1368 0.1167 0.1064 0.0954

Пов натяж N/m 0.0286 0.0195 0.0135 0.0112

CHEMCAD 5.2.0 Page 5

Имя задания: Бензол - Толуол Дата: 05/25/2012 Время: 22:11:08

СВОЙСТВА ПОТОКА

Поток № 5 6 7 8

Название Vapour

- - Общие - -

Мольн расх kmol/h 18.3043 33.1649 16.0802 16.0802

Масс расх kg/h 1449.0001 3051.0000 289.6845 289.6845

Темп C 30.0000 30.0000 151.9020 151.1000

Давл Pa 499000.0000 499000.0000 500000.0000 500000.0000

Мол. доля пара 0.0000 0.0000 1.000 0.0000

Энтал. MJ/h 866.66 438.71 -3833.9 -4444.8

Tc C 291.5953 318.3884 374.2000 374.2000

Pc Pa 4864064.6514 4119086.7592 22118230.1674 22118230.1674

Стд.отн.пл.,вода = 1 0.884 0.873 1.001 1.001

Стд.отн.пл.,возд = 1 2.733 3.176 0.622 0.622

Градус API 28.5775 30.6668 9.8949 9.8949

Ср. мол. вес 79.1619 91.9948 18.0150 18.0150

Факт. плотн. kg/m3 867.2260 859.4267 2.6268 915.5046

Факт. объем m3/h 1.6708 3.5500 110.2797 0.3164

Стд. жид m3/h 1.6407 3.4998 0.2897 0.2897

Стд пар 0 C m3/h 410.2651 743.3466 360.4155 360.4155

- - Только пар- -

Мольн расх kmol/h 16.0802

Масс расх kg/h 289.6845

Ср. мол. вес 18.0150

Факт. плотн. kg/m3 2.6268

Факт. объем m3/h 110.2797

Стд. жид m3/h 0.2897

Стд пар 0 C m3/h 360.4155

Cp J/kmol-K 43002.6956

Z фактор 0.9704

Вяз-ть Pa-sec 1.435e-005

Теплопр W/m-K 0.0298

- - Только жидкость - -

Мольн расх kmol/h 18.3043 33.1649 16.0802

Масс расх kg/h 1449.0001 3051.0000 289.6845

Ср. мол. вес 79.1619 91.9948 18.0150

Факт. плотн. kg/m3 867.2260 859.4267 915.5046

Факт. объем m3/h 1.6708 3.5500 0.3164

Стд. жид m3/h 1.6407 3.4998 0.2897

Стд пар 0 C m3/h 410.2651 743.3466 360.4155

Cp J/kmol-K 126350.7272 151509.8137 78163.9266

Z фактор 0.0199 0.0239 0.0038

Вяз-ть Pa-sec 0.0005623 0.0005266 0.0001778

Теплопр W/m-K 0.1408 0.1312 0.6848

Пов натяж N/m 0.0275 0.0273 0.0485

CHEMCAD 5.2.0 Page 6

Имя задания: Бензол - Толуол Дата: 05/25/2012 Время: 22:11:08

СВОЙСТВА ПОТОКА

Поток № 9 10 11 12

Название Cooling wate Cooling wate

- - Общие - -

Мольн расх kmol/h 205.8325 205.8325 588.6487 588.6487

Масс расх kg/h 3708.0724 3708.0724 10604.5050 10604.5050

Темп C 20.0000 40.0000 20.0000 40.0000

Давл Pa 110000.0000 110000.0000 110000.0000 110000.0000

Мол. доля пара 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Энтал. MJ/h -58950. -58640. -1.6859E+005 -1.6770E+005

Tc C 374.2000 374.2000 374.2000 374.2000

Pc Pa 22118230.1674 22118230.1674 22118230.1674 22118230.1674

Стд.отн.пл.,вода = 1 1.001 1.001 1.001 1.001

Стд.отн.пл.,возд = 1 0.622 0.622 0.622 0.622

Градус API 9.8949 9.8949 9.8949 9.8949

Ср. мол. вес 18.0150 18.0150 18.0150 18.0150

Факт. плотн. kg/m3 997.8443 991.9616 997.8444 991.9615

Факт. объем m3/h 3.7161 3.7381 10.6274 10.6904

Стд. жид m3/h 3.7087 3.7087 10.6062 10.6062

Стд пар 0 C m3/h 4613.4572 4613.4572 13193.7639 13193.7639

- - Только жидкость - -

Мольн расх kmol/h 205.8325 205.8325 588.6487 588.6487

Масс расх kg/h 3708.0724 3708.0724 10604.5050 10604.5050

Ср. мол. вес 18.0150 18.0150 18.0150 18.0150

Факт. плотн. kg/m3 997.8444 991.9615 997.8444 991.9615

Факт. объем m3/h 3.7161 3.7381 10.6274 10.6904

Стд. жид m3/h 3.7087 3.7087 10.6062 10.6062

Стд пар 0 C m3/h 4613.4572 4613.4572 13193.7639 13193.7639

Cp J/kmol-K 75416.0089 75437.7540 75416.0089 75437.7540

Z фактор 0.0011 0.0010 0.0011 0.0010

Вяз-ть Pa-sec 0.001033 0.0006778 0.001033 0.0006778

Теплопр W/m-K 0.5990 0.6257 0.5990 0.6257

Пов натяж N/m 0.0730 0.0695 0.0730 0.0695

CHEMCAD 5.2.0 Page 7

Имя задания: Бензол - Толуол Дата: 05/25/2012 Время: 22:11:08

ОТЧЕТ ПО ПОТОКАМ

Поток № 1 2 3 4

Название потока Feed

Темп C 20.0000 97.2300 144.5917 177.4043

Давл Pa 501000.0091 500000.0290 500000.0000 500000.0000

Энтал MJ/h 1233.8 1844.7 1177.2 1326.7

Мол. доля пара 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Общ. kmol/h 51.4692 51.4692 18.3043 33.1649

Расходы в kmol/h

Benzene 17.2824 17.2824 16.9368 0.3456

Toluene 34.1867 34.1867 1.3675 32.8193

Water 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Поток № 5 6 7 8

Название потока Vapour

Темп C 30.0000 30.0000 151.9020 151.1000

Давл Pa 499000.0000 499000.0000 500000.0000 500000.0000

Энтал MJ/h 866.66 438.71 -3833.9 -4444.8

Мол. доля пара 0.00000 0.00000 1.0000 0.00000

Общ. kmol/h 18.3043 33.1649 16.0802 16.0802

Расходы в kmol/h

Benzene 16.9368 0.3456 0.0000 0.0000

Toluene 1.3675 32.8193 0.0000 0.0000

Water 0.0000 0.0000 16.0802 16.0802

Поток № 9 10 11 12

Название потока Cooling wate Cooling wate

Темп C 20.0000 40.0000 20.0000 40.0000

Давл Pa 110000.0000 110000.0000 110000.0000 110000.0000

Энтал MJ/h -58950. -58640. -1.6859E+005 -1.6770E+005

Мол. доля пара 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Общ. kmol/h 205.8325 205.8325 588.6487 588.6487

Расходы в kmol/h

Benzene 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Toluene 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Water 205.8325 205.8325 588.6487 588.6487

CHEMCAD 5.2.0 Page 8

Имя задания: Бензол - Толуол Дата: 05/25/2012 Время: 22:11:08

ОТЧЕТ ПО ПОТОКАМ

Поток № 1 2 3 4

Название потока Feed

Темп C 20.0000 97.2300 144.5917 177.4043

Давл Pa 501000.0091 500000.0290 500000.0000 500000.0000

Энтал MJ/h 1233.8 1844.7 1177.2 1326.7

Масс. доля 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Общ. kg/h 4500.0000 4500.0000 1449.0001 3051.0000

Расходы в kg/h

Benzene 1350.0001 1350.0001 1323.0000 27.0000

Toluene 3150.0000 3150.0000 126.0000 3024.0000

Water 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Поток № 5 6 7 8

Название потока Vapour

Темп C 30.0000 30.0000 151.9020 151.1000

Давл Pa 499000.0000 499000.0000 500000.0000 500000.0000

Энтал MJ/h 866.66 438.71 -3833.9 -4444.8

Масс. доля 0.00000 0.00000 1.0000 0.00000

Общ. kg/h 1449.0001 3051.0000 289.6845 289.6845

Расходы в kg/h

Benzene 1323.0000 27.0000 0.0000 0.0000

Toluene 126.0000 3024.0000 0.0000 0.0000

Water 0.0000 0.0000 289.6845 289.6845

Поток № 9 10 11 12

Название потока Cooling wate Cooling wate

Темп C 20.0000 40.0000 20.0000 40.0000

Давл Pa 110000.0000 110000.0000 110000.0000 110000.0000

Энтал MJ/h -58950. -58640. -1.6859E+005 -1.6770E+005

Масс. доля 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Общ. kg/h 3708.0724 3708.0724 10604.5050 10604.5050

Расходы в kg/h

Benzene 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Toluene 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Water 3708.0724 3708.0724 10604.5050 10604.5050

CHEMCAD 5.2.0 Page 9

Имя задания: Бензол - Толуол Дата: 05/25/2012 Время: 22:11:08

ОТЧЕТ ПО ПОТОКАМ

Поток № 1 2 3 4

Название потока Feed

Темп C 20.0000 97.2300 144.5917 177.4043

Давл Pa 501000.0091 500000.0290 500000.0000 500000.0000

Энтал MJ/h 1233.8 1844.7 1177.2 1326.7

Мол. доля пара 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Общ. kmol/h 51.4692 51.4692 18.3043 33.1649

Мол. доли компонентов

Benzene 0.335782 0.335782 0.925292 0.010422

Toluene 0.664218 0.664218 0.074708 0.989578

Water 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

Поток № 5 6 7 8

Название потока Vapour

Темп C 30.0000 30.0000 151.9020 151.1000

Давл Pa 499000.0000 499000.0000 500000.0000 500000.0000

Энтал MJ/h 866.66 438.71 -3833.9 -4444.8

Мол. доля пара 0.00000 0.00000 1.0000 0.00000

Общ. kmol/h 18.3043 33.1649 16.0802 16.0802

Мол. доли компонентов

Benzene 0.925292 0.010422 0.000000 0.000000

Toluene 0.074708 0.989578 0.000000 0.000000

Water 0.000000 0.000000 1.000000 1.000000

Поток № 9 10 11 12

Название потока Cooling wate Cooling wate

Темп C 20.0000 40.0000 20.0000 40.0000

Давл Pa 110000.0000 110000.0000 110000.0000 110000.0000

Энтал MJ/h -58950. -58640. -1.6859E+005 -1.6770E+005

Мол. доля пара 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Общ. kmol/h 205.8325 205.8325 588.6487 588.6487

Мол. доли компонентов

Benzene 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

Toluene 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

Water 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000

CHEMCAD 5.2.0 Page 10

Имя задания: Бензол - Толуол Дата: 05/25/2012 Время: 22:11:08

ОТЧЕТ ПО ПОТОКАМ

Поток № 1 2 3 4

Название потока Feed

Темп C 20.0000 97.2300 144.5917 177.4043

Давл Pa 501000.0091 500000.0290 500000.0000 500000.0000

Энтал MJ/h 1233.8 1844.7 1177.2 1326.7

Масс. доля 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Общ. kg/h 4500.0000 4500.0000 1449.0001 3051.0000

Масс. доли компонентов

Benzene 0.300000 0.300000 0.913043 0.008850

Toluene 0.700000 0.700000 0.086957 0.991150

Water 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

Поток № 5 6 7 8

Название потока Vapour

Темп C 30.0000 30.0000 151.9020 151.1000

Давл Pa 499000.0000 499000.0000 500000.0000 500000.0000

Энтал MJ/h 866.66 438.71 -3833.9 -4444.8

Масс. доля 0.00000 0.00000 1.0000 0.00000

Общ. kg/h 1449.0001 3051.0000 289.6845 289.6845

Масс. доли компонентов

Benzene 0.913043 0.008850 0.000000 0.000000

Toluene 0.086957 0.991150 0.000000 0.000000

Water 0.000000 0.000000 1.000000 1.000000

Поток № 9 10 11 12

Название потока Cooling wate Cooling wate

Темп C 20.0000 40.0000 20.0000 40.0000

Давл Pa 110000.0000 110000.0000 110000.0000 110000.0000

Энтал MJ/h -58950. -58640. -1.6859E+005 -1.6770E+005

Масс. доля 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Общ. kg/h 3708.0724 3708.0724 10604.5050 10604.5050

Масс. доли компонентов

Benzene 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

Toluene 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

Water 1.000000 1.000000 1.000000 1.000000

CHEMCAD 5.2.0 Page 11

Имя задания: Бензол - Толуол Дата: 05/25/2012 Время: 22:11:08

ОТЧЕТ ПО ПОТОКАМ

Поток № 1 2 3 4

Название потока Feed

Темп C 20.0000 97.2300 144.5917 177.4043

Давл Pa 501000.0091 500000.0290 500000.0000 500000.0000

Энтал MJ/h 1233.8 1844.7 1177.2 1326.7

Мол. доля пара 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Общ. kmol/h 51.4692 51.4692 18.3043 33.1649

Компон. мольн. %

Benzene 33.578229 33.578229 92.529225 1.042211

Toluene 66.421777 66.421777 7.470773 98.957789

Water 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

Поток № 5 6 7 8

Название потока Vapour

Темп C 30.0000 30.0000 151.9020 151.1000

Давл Pa 499000.0000 499000.0000 500000.0000 500000.0000

Энтал MJ/h 866.66 438.71 -3833.9 -4444.8

Мол. доля пара 0.00000 0.00000 1.0000 0.00000

Общ. kmol/h 18.3043 33.1649 16.0802 16.0802

Компон. мольн. %

Benzene 92.529225 1.042211 0.000000 0.000000

Toluene 7.470773 98.957789 0.000000 0.000000

Water 0.000000 0.000000 100.000000 100.000000

Поток № 9 10 11 12

Название потока Cooling wate Cooling wate

Темп C 20.0000 40.0000 20.0000 40.0000

Давл Pa 110000.0000 110000.0000 110000.0000 110000.0000

Энтал MJ/h -58950. -58640. -1.6859E+005 -1.6770E+005

Мол. доля пара 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Общ. kmol/h 205.8325 205.8325 588.6487 588.6487

Компон. мольн. %

Benzene 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

Toluene 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

Water 100.000000 100.000000 100.000000 100.000000

CHEMCAD 5.2.0 Page 12

Имя задания: Бензол - Толуол Дата: 05/25/2012 Время: 22:11:08

ОТЧЕТ ПО ПОТОКАМ

Поток № 1 2 3 4

Название потока Feed

Темп C 20.0000 97.2300 144.5917 177.4043

Давл Pa 501000.0091 500000.0290 500000.0000 500000.0000

Энтал MJ/h 1233.8 1844.7 1177.2 1326.7

Масс. доля 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Общ. kg/h 4500.0000 4500.0000 1449.0001 3051.0000

Компон. масс. %

Benzene 30.000001 30.000001 91.304350 0.884955

Toluene 69.999999 69.999999 8.695652 99.115050

Water 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

Поток № 5 6 7 8

Название потока Vapour

Темп C 30.0000 30.0000 151.9020 151.1000

Давл Pa 499000.0000 499000.0000 500000.0000 500000.0000

Энтал MJ/h 866.66 438.71 -3833.9 -4444.8

Масс. доля 0.00000 0.00000 1.0000 0.00000

Общ. kg/h 1449.0001 3051.0000 289.6845 289.6845

Компон. масс. %

Benzene 91.304350 0.884955 0.000000 0.000000

Toluene 8.695652 99.115050 0.000000 0.000000

Water 0.000000 0.000000 99.999994 99.999994

Поток № 9 10 11 12

Название потока Cooling wate Cooling wate

Темп C 20.0000 40.0000 20.0000 40.0000

Давл Pa 110000.0000 110000.0000 110000.0000 110000.0000

Энтал MJ/h -58950. -58640. -1.6859E+005 -1.6770E+005

Масс. доля 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Общ. kg/h 3708.0724 3708.0724 10604.5050 10604.5050

Компон. масс. %

Benzene 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

Toluene 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

Water 100.000000 100.000000 100.000000 100.000000