- •Российский химико-технологический университет имени д. И. Менделеева. Кафедра процессов и аппаратов химической технологии. Пояснительная записка
- •Оглавление.
- •1.Введение.
- •2. Технологический расчет аппарата.
- •2.1. Материальный баланс колонны и рабочее флегмовое число.
- •2.2. Расчёт основных физико-химических свойств разделяемой системы.
- •2.3. Скорость пара и диаметр колонны.
- •2.4. Высота насадки.
- •2.5. Гидравлическое сопротивление тарелок колонны.
- •3. Тепловой расчет.
- •4. Выбор материала аппаратуры
- •5. Расчет теплообменных аппаратов.
- •5.1. Подогреватель исходной смеси.
- •5.5. Расчёт кожухотрубного холодильника кубового остатка:
- •6. Выбор насосов.
- •Охлаждающая вода подается в дефлегматор и два холодильника.
- •10. Расчет тепловой изоляции колонны.
- •11. Толщина обечайки
- •12. Расчет толщины днища.
- •13. Подбор штуцеров.
- •14. Выбор точек контроля
- •15. Физико-химические данные:
- •Этиловый спирт – вода
- •17. Список используемой литературы
- •16. Заключение
- •Список использованной литературы.
14. Выбор точек контроля
Контроль давления
Манометр установлен в ректификационной колонне так, чтобы он измерял разность давлений вверху и внизу колонны, также манометры устанавливаются на линиях подачи греющего пара в кипятильник и подогреватель исх. смеси, на нагнетательных линиях всех насосов.
Контроль температуры
Термометры установлены вверху и внизу колонны, чтобы судить о составах смесей (дистиллята и кубового остатка), а также о нормальной работе установки.
Контроль уровня
Измерители уровня установлены в емкостях (сборниках) исходной смеси, дистиллята и кубового остатка, для того чтобы не допускать как экстремального переполнения, так и опорожнения их, а также внизу колонны.
Контроль расходов
Расходомеры (ротаметры) установлены на линиях подачи исходной смеси и флегмы, для того чтобы регулировать состояние потоков в колонне.
Контроль состава
Индикаторы состава смеси или пробоотборники ставятся на линиях дистиллята, кубового остатка и исходной смеси.
15. Физико-химические данные:
Таблица 1. Основные физические свойства разделяемых веществ.
Вещество |
Химическая формула |
М, кг/кмоль |
tпл,0С |
tкип,0С |
tкр,0С |
Pкр, Мпа |
Этанол |
CH3CH2OH |
46,07 |
-114,2 |
78,3 |
243 |
6,383 |
Вода |
H20 |
18,02 |
0 |
100 |
373,9 |
22,06 |
Таблица 2. Зависимость основных физических свойств разделяемых веществ от температуры.
Параметр |
Температура, 0С |
|
|
|
|||||||
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
Вода |
|||||||||||
[кг/м3] |
999,8 |
999,7 |
998,2 |
995,6 |
992,2 |
988 |
983,2 |
977,8 |
971,8 |
965,3 |
958,4 |
[Пас] |
1,793 |
1,308 |
1,0026 |
0,7977 |
0,6532 |
0,5471 |
0,4668 |
0,4045 |
0,355 |
0,315 |
0,2823 |
[Дж/м2] |
75,64 |
74,23 |
72,75 |
71,2 |
69,6 |
67,94 |
66,24 |
64,47 |
62,67 |
60,82 |
58,91 |
[1/К] |
-0,683 |
0,88 |
2,068 |
3,033 |
3,853 |
4,575 |
5,23 |
5,838 |
6,411 |
6,962 |
7,5 |
Cp [Дж/(кгК)] |
4217,6 |
4192,1 |
4181,7 |
4178,5 |
4178,6 |
4180,7 |
4184,4 |
4189,7 |
4196,5 |
4205 |
4216,4 |
h' [кДж/кг] |
0 |
42 |
83,9 |
125,7 |
167,5 |
209,3 |
251,1 |
293 |
334,9 |
376,9 |
419,1 |
[Вт/(мК)] |
0,5665 |
0,5828 |
0,5983 |
0,6133 |
0,6273 |
0,64 |
0,6511 |
0,6607 |
0,6689 |
0,6751 |
0,6788 |
a[м2/c] |
0,1345 |
0,1391 |
0,1433 |
0,1474 |
0,1513 |
0,1549 |
0,1583 |
0,1613 |
0,164 |
0,1663 |
0,168 |
P [мм.рт.ст] |
4,581 |
9,204 |
17,527 |
31,82 |
55,32 |
92,52 |
149,4 |
233,73 |
355,22 |
525,85 |
760 |
Pr |
13,33 |
9,408 |
7,007 |
5,435 |
4,351 |
3,574 |
3 |
2,565 |
2,228 |
1,963 |
1,753 |
Таблица 2. (продолжение).
Параметр |
Температура, 0С |
|
|
|
|||||||
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
|
Этиловый спирт |
|||||||||||
[кг/м3] |
797,9 |
789,5 |
781 |
772,2 |
763,3 |
754,1 |
744,6 |
734,8 |
725,1 |
715,7 |
704,7 |
пар[мкПас] |
8,07 |
8,38 |
8,69 |
9 |
9,31 |
9,61 |
9,92 |
10,22 |
10,53 |
10,83 |
11,13 |
ж [мПас] |
1,466 |
1,2 |
1,003 |
0,834 |
0,702 |
0,592 |
0,504 |
0,435 |
0,375 |
0,326 |
0,285 |
[Дж/м2] |
23,63 |
22,78 |
21,9 |
21 |
20,1 |
19,2 |
18,3 |
17,39 |
16,45 |
15,48 |
14,47 |
[1/К] |
1,059 |
1,079 |
1,103 |
1,133 |
1,17 |
1,217 |
1,275 |
1,346 |
1,432 |
1,534 |
1,655 |
Cp [Дж/(кгК)] |
2321 |
2398 |
2483 |
2576 |
2677 |
2785 |
2902 |
3027 |
3160 |
3302 |
3453 |
[Вт/(мК)] |
0,172 |
0,168 |
0,165 |
0,162 |
0,159 |
0,157 |
0,154 |
0,152 |
0,15 |
0,148 |
0,146 |
P [мм.рт.ст] |
23,6 |
43,9 |
79,2 |
135,3 |
222,2 |
352,7 |
543,6 |
809,7 |
1170,4 |
1651,5 |
2280,2 |
r [кДж/кг] |
935,8 |
924,1 |
912 |
899,2 |
885,6 |
871 |
855,1 |
837,8 |
818,9 |
798,3 |
775,7 |
Pr |
18 |
16 |
13,9 |
12,1 |
11 |
9,7 |
8,5 |
7,6 |
6,9 |
6,1 |
5,6 |
Таблица 3. Зависимость физико-химических свойств разделяемых веществ от температуры (по низкокипящему компоненту – этанолу).