Проект установки ректификационной колонны

    На диаграмме  наносит точку А с координатами и точку С с координатами , а на кривой равновесия точку с абсциссой . Из точки С через точку проводят примую до пересечения с ординатой диаграммы. На оси ординат отсекается отрезок, равный .

   

Так как 

то

>>>

где

    В соответствии  с рекомендациями принимаем коэффициент избытка флегмы =1,7

    Рабочее флегмовое  число:

>>>

 

 

4.2 Тепловой баланс

    

     Для выполнения тепловых расчетов определены температуры кипения и теплоемкости исходной смеси, дистиллята и кубового остатка.

    Для определения  температур кипения на оси  абсцисс наносим состав кубового  остатка  , исходной смеси и дистиллята . Из полученных точек проводим вертикальные прямые до пересечения с кривой температур кипения ( соответственно точки А, В и С). Из этих точек проводим горизонтальные прямые до пересечения с осью ординат. Температуры кипения в соответствующих точках пересечения имеют следующие значения: для кубового остатка , для исходной смеси , для дистиллята (рис 4.2).

                  

Рис. 4.2 Кривые температур кипения смеси бензол-толуол

    Теплоемкости бензола при 65; 78 и 99 соответственно равны 1844; 1927; 2011 Дж/ ( ): для толуола при тех же температурах теплоемкость  равна 1760; 1844; 1886 Дж/ ( ).

    Теплоемкости  исходной смеси, дистиллята и  кубового остатка, представляющих смесь бензола-толуола, определяются:

 

>>> Дж/ ( );

>>> Дж/ ( );

>>> Дж/ ( );

   

     Определяем теплоту парообразования флегмы при t=64 :

 кДж/кг = Дж/кг

     где r= 398 кДж/кг – удельная теплота парообразования бензола; r=364 кДж/кг – удельная теплота парообразования толуола t=64 .

    Энтальпия  пара, выходящего из колонны определяется по:

 Дж/кг

    Потери теплоты принимаем равными 3% от ее расхода в кубе.

    Расход теплоты  в кубе колонны с учетом  тепловых потерь определяем:

 Вт

    Расход греющего пара в кубе колонны:

 кг/с

    Принимая повышение  температуры толуола в холодильниках  на 20 определяем расход толуола в дефлегматоре:

 кг/с

в холодильнике дистиллята:

 кг/с

в холодильнике кубового остатка:

 кг/с

Общий расход толуола  равен:

 кг/с

 

 

4.3 Технологический  расчет

 

    Определение  объемов пара и жидкости, проходящих через колонну.

    Сначала определим  мольные массы жидкостей и  паров, средние мольные и массовые  концентрации жидкостей и паров  в колонне.

    Средний мольный  состав жидкости: в верхней части  колонны

в нижней части колонны:

    Средний массовый  состав жидкости: в верхней части  колонны

в нижней части колонны:

    Средняя мольная  масса жидкости: в верхней части  колонны

 кг/кмоль

в нижней части:

 кг/кмоль

     Мольная  масса: дистиллята

 кг/кмоль

исходной смеси:

 кг/кмоль

кубового остатка:

 кг/кмоль

    Средний мольный  состав паров: в верхней части  колонны

в нижней части колонны:

     Средняя мольная масса паров: в верхней части колонны

в нижней части колонны:

     Средняя  плотность жидкости: в верхней  части колонны

где 823,9 и 817 – плотности соотвественно бензола и толуола при ; 805,65 и 816,5 – плотности соответственно бензола и толуола при .

     Средняя  плотность пара: в верхней части  колонны

 кг/м

в нижней части колонны

 кг/м

    Массовый расход  жидкости: в верхней части колонны

 кг/с

в нижней части колонны

 кг/с

Массовый поток пара: в верхней части колонны

 кг/с

в нижней части колонны:

 кг/с

 

 

4.4 Расчет скорости  пара и диаметра колонны

 

     Диаметр колонны определяется по формуле . Предельно допустимая скорость паров в колонне с колпачковыми тарелками находится по формуле .

     Для верхней  и нижней части колонны предельная скорость пара равна:

 

Тема проекта «Технологический расчет ректификационной колонны »