Проектирование и автоматизированный расчёт ректификационной колонны непрерывного действия для разделения бинарной смеси ацетон – этан

Подставим численные значения в формулу (3.121) и найдем объемный расход исходной смеси:

 

.

 

В соответствии с формулой (3.120) получим:

 

 

Выбираем стандартный  диаметр патрубка d = 56х3,5 мм [1].

3.3.4 Оптимальный  диаметр патрубка для выхода  жидкости из 

         куба

 

Определим оптимальный  диаметр патрубка по формуле:

 

  ,                                       (3.122)

где - оптимальный диаметр патрубка, м;

- объемный расход кубовой  жидкости, м³/с;

- скорость жидкости в нагнетательных  трубопроводах, м/с.

Определим объемный расход кубовой жидкости:

 

  ,                                          (3.123)

.

 

В соответствии с формулой (3.122) получим:

 

.

 

Выбираем стандартный  диаметр патрубка d = 70х3,5 мм [1].

 

 

 

 

 

3.3.5 Оптимальный  диаметр патрубка для входа  пара из куба-

кипятильника

 

Определим оптимальный  диаметр патрубка по формуле:

  ,                                       (3.124)

 

где - оптимальный диаметр патрубка, м;

- объемный расход пара в  нижней части колонны, м³/с;

- скорость насыщенного пара  при давлении 1^.10⁵ Па, м/с [1].

Примем скорость насыщенного  пара в трубопроводе м/с.

Определим объемный расход пара в нижней части колонны:

 

    ,                                        (3.125)

.

 

В соответствии с формулой (3.124) получим:

 

.

 

Выбираем стандартный  диаметр патрубка d = 325х12 мм [1].

 

 

 

 

3.3.6 Оптимальный  диаметр патрубка для выхода  кубового         

         остатка

 

Определим оптимальный  диаметр патрубка по формуле:

 

  ,                                       (3.126)

где - оптимальный диаметр патрубка, м;

- объемный расход кубового  остатка, м³/с;

- скорость жидкости в нагнетательных  трубопроводах, м/с.

Определим объемный расход жидкости в нижней части колонны:

 

  ,                                          (3.127)

.

 

В соответствии с формулой (3.126) получим:

 

.

 

Выбираем стандартный  диаметр патрубка d = 16х2 мм [1].

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Диаграмма фазового равновесия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок А.1 – Диаграмма фазового равновесия

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(справочное)

Графики рабочих линий и чисел ступеней изменения концентрации при флегмовых числах

 

Рисунок Б.1 – График рабочих линий и числа ступеней изменения     концентрации при флегмовом числе

 

График рабочей линии и  число теоретических тарелок  при флегмовом числе 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок Б.2 – График рабочих линий и числа ступеней изменения     концентрации при флегмовом числе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок Б.3 – График рабочих линий и числа ступеней изменения     концентрации при флегмовом числе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок Б.4 – График рабочих линий и числа ступеней изменения     концентрации при флегмовом числе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок Б.5 – График рабочих линий и числа ступеней изменения     концентрации при флегмовом числе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Рисунок Б.6 – График рабочих линий и числа ступеней изменения     концентрации при флегмовом числе

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(справочное)

График для определения оптимального флегмового числа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок В.1 – График определения  оптимального флегмового числа

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(справочное)

График рабочих линий и числа  ступеней изменения концентрации при оптимальном флегмовом числе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок Г.1 – График рабочих линий  и числа ступеней изменения       концентрации при оптимальном флегмовом числе

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(справочное)

Диаграмма t-x,y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок Д.1 – Диаграмма t-x,y

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

(справочное)

График кинетической линии и число действительных тарелок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок Е.1 – График кинетической линии и число действительных

тарелок

 

 

В соответствии с заданием была рассчитана и спроектирована ректификационная колонна с колпачковыми тарелками для разделения бинарной смеси ацетон - этанол. В результате расчётов получили колонну высотой тарельчатой части 8,6 м, общим гидравлическим сопротивлением Па.

Для оптимальной работы полученной ректификационной колонны, исходя из тепловых расчётов, необходимо тепловое оборудование: подогреватель, кипятильник, дефлегматор-конденсатор и два холодильника для охлаждения дистиллята и кубового остатка.

Полученные результаты в целом  соответствуют установленным  стандартам для колпачковой колонны и для всей установки.

В графической части курсового  проекта представлена технологическая  схема установки (1 лист) и чертёж ректификационной колонны (1 лист).

К курсовому проекту составлена программа для автоматизированного  расчёта колонны для различных  режимов работы и результаты автоматизированного расчёта совпадают с результатами, полученными при ручном расчёте, что говорит об их правильности.

 

Cписок использованных источников

 

1. Борисов, Г. С. Основные процессы и аппараты химической технологии / Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский. – М.: Химия, 1991. – 496 с.

2. Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А. Г. Касаткин. – М.: Химия, 1971. – 784 с.

3. Павлов, К. Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков. – Л.: Химия, 1987. – 576 с.

4. Справочник химика. В 7 т. Т. 1. Общие сведения. Строение вещества. Свойства важнейших веществ. Лабораторная  техника. 2-е изд., перераб. – Л.: Химия, 1966. – 1072 с.

5. Справочник химика. В 7 т. Т. 2. Основные свойства неорганических и органических соединений. – 3-е изд., испр. – Л.: Химия, 1971. – 1168 с.

6. Справочник химика. В 7 т. Т. 3.Химическое равновесие и кинетика. Свойства растворов. Электродные  процессы. – 2-е изд., перераб. – Л.: Химия, 1965. – 1008 с.

7. Справочник химика. В 7 т. Т. 5.Сырьё и продукты промышленности  неорганических веществ. Процессы  и аппараты. Коррозия. Гальванотехника.  Химические источники тока. 2-е  изд., перераб. – Л.: Химия, 1968. –  976 с.

8. Яблонский, П. А. Проектирование тепло- и массообменной аппаратуры химической промышленности / П. А. Яблонский, Н. В. Озерова. –  Л.: Химия, 1984. -76 с.