Ректификационная установка для разделения смеси бензол - толуол (1093775), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Тогда:

3
.5 Определение оптимального флегмового числа (рис.2-6).

Для ряда значений флегмового числа, больших, чем Rmin=1.774, находим значения отрезков В (табл.2).

Таблица 2.

Отрезки В откладываем на диаграмме Y-X. Соединяем верхние точки отрезков В на диаграмме с точкой 2 и получаем ряд рабочих линий верхней части колонны. Соединяя точки 3 пересечения рабочих линий верхней части колонны с линией Xf с точкой 1, получим ряд рабочих линий нижней части колонны. Для каждого выбранного флегмового числа и значений X в пределах заданных концентраций жидкости от Xw=0.012 до Xp=0.974 по диаграмме находим движущие силы процесса 1/(Х-Х*), как величины отрезков по горизонтали между кривой равновесия и соответствующими линиями рабочих концентраций и вычисляем величины. Результаты приведены в таблице:

Таблица 3.

Для каждого значения R методом графического интегрирования находим число единиц переноса (рис.3,4,5,6 и таблица 4).

Таблица 4.

Наносим на диаграмму зависимости m_x(R+1) от R (рис.8) эти данные и находим минимум m, которому соответствует оптимальное рабочее флегмовое число Ronm=2.2.

1. Определение потоков пара по колонне.

О

бъёмный поток пара по колонне:

где: Р – давление в колонне, P = 1 атм;

Ronm – оптимальное флегмовое число, Rоnm = 2.2;

t



ср – средняя температура пара по колонне, tср = 99.6 С;

М
олярный расход жидкости: в верхней части колонны:

в




нижней части колонны:

Mf = 79.53 г/моль – молярная масса исходной смеси.

1. Определение диаметра колонны и основных характеристик контактного устройства.

П
редельная скорость пара для колпачковых тарелок:

где: Н = 600 мм – принятое расстояние между тарелками;

х = 801 кг/м³ – средняя плотность жидкости по колонне;

у = 3.05 кг/м³ – средняя плотность пара по колонне

dк = 100 мм – диаметр колпачка;

Рабочая скорость пара в свободном сечении колонны Wраб = 0.85…0.9Wпр. Принимаем:

Д
иаметр ректификационной колонны:

П
ринимаем Dк = 2000 мм.

1. Выбор типа и гидравлический расчет контактного устройства

Контактное устройство по заданию – колпачковая тарелка. Выбираем тарелку ТСКР для диаметра 2000 мм. Количество секций – 6, периметр слива L = 1455 мм, диаметр колпачка dк = 100 мм, количество колпачков – 116, расстояние между колпачками – 140 мм.

Приемный и сливной карманы занимают 15% площади тарелки, суммарная площадь прорезей всех колпачков – 10%.

О
бщее гидравлическое сопротивление тарелки определяется по формуле:

где: Pсух – сопротивление сухой тарелки, Па;

Р - сопротивление, вызванное силами поверхностного натяжения, Па;



Рст – статическое сопротивление слоя жидкости на тарелке, Па;

где:  - коэффициент сопротивления, для колпачковой тарелки принимается 5.5

у – средняя плотность пара в колонне;

Wраб – скорость пара в колонне;

г

де:  - поверхностное натяжение,

d

э – эквивалентный диаметр прорези колпачка,

П

– периметр и fпр – площадь прорези колпачка,

где: п – плотность парожидкостного слоя на тарелке,

h
ст – высота барботажа на тарелке,

hотк – высота открытия прорезей, принимается равной высоте прорезей 0.03м,

hпогр – высота погружения прорезей, принимается равной 0.025м,

h – величина превышения уровня жидкости над сливной перегородкой, при средних

диаметрах колонн можно не учитывать.

С
ледовательно, общее гидравлическое сопротивление тарелки:

Проверяем выбранное расстояние между тарелками: минимальное расстояние между ними должно быть равным:

В
ыбранное ранее расстояние между тарелками H = 600 мм подходит.

1. Определение кинематических коэффициентов.

Молярный расход пара по колонне:

Р
абочая площадь тарелки:

Значение коэффициента массоотдачи в паровой фазе:

К
оэффициент массоотдачи в жидкой фазе:

г

де: xf₁ – опытное значение коэффициента массоотдачи,

D
х₁ – опытный коэффициент диффузии в жидкой фазе,

D


ж₉₅ – коэффициент диффузии в жидкой фазе для рассчитываемой разделяемой смеси,

г
де: Dж₂₀ – рассчитываемый коэффициент диффузии при t = 20 ^o C,

• в
  язкость смеси

• мольные объемы компонентов А и В

• м
  
  олярные массы компонентов А и В

Общий коэффициент массопередачи Kyf:

г
де m – тангенс угла наклона линии равновесия,

Так как величина m является переменной по высоте колонны, находим ее значения для различных концентраций, используя диаграмму Y – X. Предварительно на диаграмму наложим кривую равновесия и линии рабочих концентраций 1 – 3 – 2 при оптимальном значении флегмового числа Ronm = 2.2 (рис.7). В пределах от Xw до Xp выбираем ряд значений X. Для каждого значения X определяем по диаграмме величины (Y* - Yн) и (X – X*) как разность между равновесной и рабочей линиями, а затем по этим значениям находим m (Таблица 5).

Таблица 5.

Далее подставляем в уравнение общего коэффициента массопередачи полученные значения xf, yf и m для различных значений Х. Результаты заносим в таблицу 6.

Характеристики

Список файлов курсовой работы