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 абсолютныхконцентраций в мольные. 4
3. Расчет минимального флегмовогочисла. 5
4. Расчет рабочего флегмовогочисла. 5
5. Построение рабочей линии. 5
6. Расчет КПД тарелок. 5
7. Определение числа тарелок. 6
8. Расчет потоков дистиллята икубового остатка. 5
9. Расчет габаритов колонны 6
а) Расчет дляверха колонны. 6
б) Расчетдиаметра низа колонны. 7
10. Расчет высоты тарельчатойчасти. 7
11. Расход тепла, отдаваемогоохлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе. 8
12. Расчет средней движущей силытеплопереноса. 7
13.Расход охлаждающей воды. 714.Поверхность теплообмена конденсатора. 8Список литературы 9
/>Условие задачи.
Рассчитать тарельчатуюректификационную 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 g1= 4,2 кг/с, процентные массовые концентрации: исходной смеси a1= 32%, дистиллята a2 = 95%, кубового остатка a= 2%, коэффициент избытка флегмы 4, давление греющего пара Pгр=1,5 ата, начальная температура охлаждающейсмеси t’в = 18 0C.
Определить:
1. Реальное и теоретическое числотарелок в отгонной и укрепляющих частях;
2. Диаметр верха и низа колонны и высотутарельчатой части;
3. Расход охлаждающей воды вконденсаторе (температурой воды на выходе из конденсатора задаться);
4. Рассчитать поверхность теплообменаконденсатора.
/>Схема ректификационнойустановки/> /> /> /> /> /> /> /> <td/>
Gв
tв’
/> /> /> /> /> /> /> /> /> />/>/>
/> /> /> /> /> />Gв
tв’’
/> />W1
a1
/>/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> /> /> /> />/>/> /> /> /> /> /> <td/>
W0
a0
/>/>
/>Исходные данные:g1= 4,2 кг/час;
ao= 1 %;
a1= 32 %;
a2= 95 %;
4
Pгр=1,5 ата
tв’= 18oC;
K = 900
tв’’=40oC (задаемся);
/>· Равновесныеданные:
x% 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 y% 7,4 14,3 27,1 39,6 51,5 62,5 72,3 79,8 86,6 93,2 100
toC
78,3 77,2 76,5 75,0 73,6 72,2 70,8 69,4 68,2 66,9 65,9 64,5/>1. Построение диаграмм x-y и x,y — t по равновесным данным./> />
Диаграмма1/> Диаграмма 2/>
/>2. Пересчет из абсолютныхконцентраций в мольные.
/>/>/>
3. Расчет минимального флегмового числа./>
/>
/>4. Расчет рабочего флегмовогочисла./>
/>5. Построение рабочей линии./>
/>6. Расчет КПД тарелок./>
/>
/>(из диаграммы x,y – t).
Все данные берутся при t1:
/> [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 числатарелок.
/>
/>8. Расчет потоков дистиллята икубового остатка./>кг/с
/>кг/с
Проверка: W1 = П +W= 4,2
/>9. Расчет габаритов колонны/>
/>
С – коэффициент, зависящий отконфигурации тарелок, С = f(h). Принимаем
h = 0,4 мм, тогда С = 0,044. [2,стр. 301].
/>а) Расчет дляверха колонны./>
T2 = 273,2 + t2
t2 находим по диаграмме x,y – t (смотрим по x2). t2 = 65,7 C.
T2 = 273,2 + 65,7 = 338,9 K.
/>
/>
/>
Справочные данные для верха колонныберутся для t2 = 56,3 C. [2, табл. IV].
/>/>
/>
/>б) Расчетдиаметра низа колонны.t0находим по диаграмме x,y – t (смотрим по x0). t0= 78,0 C.
T0= 273,2 + 78,0 = 351,2 K.
/>
/>
/>
Справочные данные для верха колонныберутся для t0= 77,2 C. [2, табл. IV].
/>
Так как, />
/>
/>
Далее смотрим каталог:
· dв = 4,8 м
· dн = 3,8 м
Выбираем диаметр колонны по большему,т.е. dк = 3,8 м.
/>10. Расчет высоты тарельчатойчасти./>
/>11. Расход тепла, отдаваемогоохлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе.
/>
/>
/>
Значения удельных теплот конденсацииацетона и этанола берутся при t2 = 65,7 0C. [2, табл. XLV].
180C
/> <td/> />400C
64,50C
t0C
t0C
/>12 Расчет средней движущей силытеплопереноса.
/> <td/>F
/>
/>13. Расход охлаждающей воды./>
/>14. Поверхность теплообмена конденсатора./>/>
Список литературы.
1. Рамм, Планковский. Справочниктеплофизических свойстсв органических вещестсв.
2. Павлов К.Ф.,Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химическойтехнологии. Издательство «Химия», 1981.
3. ЛащинскийА.А, Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры.Москва, 1980.