Реферат: Расчет ректификации смеси метанол этанол

Содержание.

Условие задачи. 2

Схема ректификационной установки 3

Исходные данные: 3

Равновесные данные: 4

1. Построение диаграмм x-y и x,y - t по равновесным данным. 4

Диаграмма 1 4

Диаграмма 2 4

2. Пересчет из абсолютных концентраций в мольные. 4

3. Расчет минимального флегмового числа. 5

4. Расчет рабочего флегмового числа. 5

5. Построение рабочей линии. 5

6. Расчет КПД тарелок. 5

7. Определение числа тарелок. 6

8. Расчет потоков дистиллята и кубового остатка. 5

9. Расчет габаритов колонны 6

а) Расчет для верха колонны. 6

б) Расчет диаметра низа колонны. 7

10. Расчет высоты тарельчатой части. 7

11. Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе. 8

12. Расчет средней движущей силы теплопереноса. 7

13. Расход охлаждающей воды. 7

14. Поверхность теплообмена конденсатора. 8

Список литературы 9

Условие задачи.

Рассчитать тарельчатую ректификационную колонну непрерывного действия для разделения бинарной смеси метанол – этанол , подаваемой в колонну при температуре равной температуре кипения. Колонна работает под атмосферным давлением. Исходные данные : расход g ₁ = 4,2 кг/с , процентные массовые концентрации: исходной смеси a ₁ = 32% , дистиллята a ₂ = 95% , кубового остатка a ₀ = 2% , коэффициент избытка флегмы  4 , давление греющего пара P _гр =1,5 ата , начальная температура охлаждающей смеси t ^’ _в = 18 ⁰ C .

Определить:

1. Реальное и теоретическое число тарелок в отгонной и укрепляющих частях;

2. Диаметр верха и низа колонны и высоту тарельчатой части;

3. Расход охлаждающей воды в конденсаторе (температурой воды на выходе из конденсатора задаться);

4. Рассчитать поверхность теплообмена конденсатора.

Схема ректификационной установки

	Gв tв ’

W0 a0

Исходные данные:

g₁ = 4,2 кг / час ;

a_o = 1 %;

a₁ = 32 %;

a₂ = 95 %;

4

P _гр =1,5 ата

t _в ^’ = 18 ^o C;

K = 900

t _в ^’’ = 40 ^o C ( задаемся) ;

· Равновесные данные:

1. Построение диаграмм x-y и x,y - t по равновесным данным.

Диаграмма 1

Диаграмма 2

2. Пересчет из абсолютных концентраций в мольные.

3. Расчет минимального флегмового числа.

4. Расчет рабочего флегмового числа.

5. Построение рабочей линии.

6. Расчет КПД тарелок.

(из диаграммы x,y – t).

Все данные берутся при t ₁ :

[2, стр. 529, рис. V].

[2, стр.538-539, рис. XIV].

КПД находим по графику ([2, стр. 302, рис. 7-2]): h = 0,49 .

7. Определение числа тарелок.

8. Расчет потоков дистиллята и кубового остатка.

кг/с

кг/с

Проверка: W ₁ = П +W₀ = 4,2

9. Расчет габаритов колонны

С – коэффициент, зависящий от конфигурации тарелок, С = f(h). Принимаем

h = 0,4 мм, тогда С = 0,044. [2, стр. 301].

а) Расчет для верха колонны.

T₂ = 273,2 + t₂

t₂ находим по диаграмме x,y – t (смотрим по x₂ ). t₂ = 65,7 ⁰ C .

T₂ = 273,2 + 65,7 = 338,9 K.

Справочные данные для верха колонны берутся для t₂ = 56,3 ⁰ C . [2, табл. IV].

б) Расчет диаметра низа колонны.

t₀ находим по диаграмме x,y – t (смотрим по x₀ ). t₀ = 78,0 ⁰ C .

T₀ = 273,2 + 78,0 = 351,2 K.

Справочные данные для верха колонны берутся для t₀ = 77,2 ⁰ C . [2, табл. IV].

Так как,

Далее смотрим каталог:

· d_в = 4,8 м

· d_н = 3,8 м

Выбираем диаметр колонны по большему, т.е. d_к = 3,8 м.

10. Расчет высоты тарельчатой части.

11. Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе.

Значения удельных теплот конденсации ацетона и этанола берутся при t₂ = 65,7 ⁰ C. [2 , табл. XLV ].

12 Расчет средней движущей силы теплопереноса.

13 . Расход охлаждающей воды.

1 4. Поверхность теплообмена конденсатора.

Список литературы.

1. Рамм, Планковский. Справочник теплофизических свойстсв органических вещестсв.

2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Издательство «Химия», 1981.

3. Лащинский А.А, Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Москва, 1980.