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

Текст из файла (страница 3)

Таблица 6.

3.10 Построение кинетической кривой и определение числа тарелок.

Для построения кинетической кривой на диаграмме Y – X используем формулу:

П
одставляя в эту формулу значения общего коэффициента массоотдачи, полученного для каждого X, находим длины отрезков (Y* - Yк).

Таблица 7.

На диаграмме Y – X (рис. 7) откладываем (Y* - Yк) от равновесной линии вниз. Полученные точки соединяем плавной линией. Построенная кривая является кинетической кривой.

Число реальных тарелок, которое обеспечивает заданную четкость разделения, находим путем построения ступенчатой линии между рабочей и кинетической линиями. Построение ступенчатой линии проводим от концентраций Xf, Xp и от Xf, Xw.

Число ступеней в пределах концентраций Xf…Xp равно числу реальных тарелок в укрепляющей секции колонны. Число ступеней в пределах концентраций Xf…Xw равно числу реальных тарелок исчерпывающей секции колонны.

В результате построения получаем:

• число реальных тарелок в укрепляющей секции колонны – 11;

• число реальных тарелок в исчерпывающей секции колонны – 15;

• общее число тарелок – 26.

3.11 Определение гидравлического сопротивления колонны.

С
уммарное гидравлическое сопротивление колонны:

где: n – общее число тарелок в колонне, равное 26.

4. Расчет проходного диаметра штуцеров колонны и выбор фланцев.

4.5.1 Штуцер для входа исходной смеси

где: Vи – объемный расход исходной смеси, м³/с ;

w
и – скорость потока, так как смесь поступает в колонну под напором, принимаем скорость равной 1 м/с;

Gи – массовый расход исходной смеси, кг/с;


и – плотность исходной смеси, кг/м³;

Принимаем диаметр штуцера dи = 100 мм.

4
.1 Штуцер для выхода пара в дефлегматор

г
де: Vп - объемный расход пара, м³/с ;

wп – скорость потока пара, принимаем равной 20 м/с;

G
п – массовый расход пара, кг/с;

у – плотность пара, кг/м³;

Mд – молярная масса конечного пара/флегмы;

Принимаем диаметр штуцера dп = 400 мм.

4.2 Штуцер для входа флегмы в колонну

г

де: Vф – объемный расход флегмы, м³/с;

Ф – массовый расход флегмы, кг/с;



ф – плотность флегмы, кг/м³;

Принимаем диаметр штуцера dф = 100 мм.

4.3 Штуцер для выхода кубовой жидкости

г
де: Vк – объемный расход кубовой жидкости, м³/с;

G
к – массовый расход кубовой жидкости, кг/с;

Gw – массовый расход кубового остатка, кг/ч;

L - массовый расход флегмы, кг/ч;

Wк – скорость истечения. Так как жидкость выходит самотеком, принимаем 0.3 м/с.

Принимаем диаметр штуцера dк = 300 мм.

4
.4 Штуцер для входа пара из кипятильника

г
де: Vц – объемный расход пара, выходящего из кипятильника, м³/с;

Gц – массовый расход циркуляционного пара кг/с;

G
куб = Gw


п – плотность пара из кипятильника, кг/м³;

M
ср – молярная масса пара;

Wц – скорость входа потока пара из кипятильника, принимаем 30 м/с.

Принимаем диаметр штуцера dц = 400 мм.

4.5 Изготовление штуцеров и выбор фланцев.

Для упрощения конструктивных деталей колонны, будем изготовлять штуцера из отрезков труб соответствующих диаметров. Внешний вылет штуцеров составляет  1.5 от диаметра штуцера, внутренний -  0.3. Чтобы предупредить попадание жидкости во внутреннее пространство штуцера, подающего циркуляционный пар, труба, из которой он изготовлен, обрезается под углом книзу.

К выступающим отрезкам труб привариваются фланцы плоские стальные (4, стр. 547).

5. Выбор насосов

5.1 Насос для подачи исходной смеси:

Выбираем центробежный насос марки Х⁴⁵/₃₁

5.2 Насос для подачи флегмы в колонну и насос для подачи дистиллята в холодильник:

Выбираем центробежный насос марки Х⁴⁵/₃₁

6. Расчет кожухотрубчатого конденсатора (дефлегматора).

6.1 Определение данных для расчета.

М
олярный расход паров:

М
ассовый расход паров:

где: Мср – молярная масса пара, равная 78.364;

Удельная теплота конденсации смеси: r = 519.6 кДж/кг;

Температура конденсации: 80.5 ^о С;

С
войства конденсата при температуре конденсации:

Плотность:

Д
инамическая вязкость:

Коэффициент теплопроводности:

Т
епло конденсации отводим водой с начальной температурой:

П

римем температуру воды на выходе из конденсатора:

При средней температуре t = 20 ^о С воды имеет следующие свойства:

П
лотность:

Теплоемкость:

Т

еплопроводность:

Д
инамическая вязкость:

П
рандтль:

6.2 Тепловой расчет.

6
.2.1 Тепловая нагрузка аппарата:

6.2.2 Расход воды:

6

.2.3 Средняя разность температур:

6.2.4 Ориентировочное значение поверхности:

Примем значение коэффициента теплоотдачи К = 500 Вт/м²К, тогда:

П
о каталогу ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1991г., «Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения» принимаем наиболее близкий к ориентировочному значению площади поверхности конденсатор КНГ: двухходовой, с одной плоской и одной эллиптической крышкой, диаметром кожуха 800 мм, длиной труб – 4000мм, диаметром труб 25х2 мм и поверхностью теплообмена 138 м².

П
роводим тепловой расчет выбранного конденсатора:

Число Рейнольдса:

К
оэффициент теплоотдачи к воде:

К
оэффициент теплоотдачи от пара, конденсирующегося в пучке горизонтальных труб:

С


умма термодинамических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали и загрязнений со стороны воды и пара:

К

оэффициент теплопередачи:

Требуемая поверхность теплообмена:

И
меем запас по площади:

Т
олщину обечайки кожуха дефлегматора по рекомендации каталога ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1991г., «Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения» принимаем 10 мм.

Диаметры штуцеров для входа и выхода охлаждающей воды по каталогу – 250 мм. Диаметр штуцера для входа пара и соответствует штуцеру выхода пара из колонны, а штуцер для слива конденсата соответствует штуцеру для входа флегмы.

6.3 Расчет трубных решеток и фланцев кожуха.

Толщина трубной решетки, исходя из закрепления труб развальцовкой с обваркой, определяется из условия:

г
де: dн – наружный диаметр трубы, равный 25 мм;

tр – шаг между трубами, равный 43 мм.

В соответствии с ГОСТ 28759.2 – 90 «Фланцы сосудов и аппаратов плоские приварные» для конденсатора с D = 800 мм и Ру = 0.6 Мпа толщина фланцев равна 40 мм. Так как фланцы у нас являются одной деталью с трубной решеткой, то толщина ее, соответственно, тоже 40 мм.

7. Расчет и выбор теплообменников.

7.1 Кипятильник

Исходные данные:

Р
асход пара, кг/с:

Коэффициент теплопередачи, Вт/м²К:

Т

емпература жидкости, ^оС:

Т
емпература греющего пара, ^оС:

У
дельная теплота парообразования смеси, кДж/кг:

У
дельная теплота конденсации воды, кДж/кг:

Т
епловая нагрузка аппарата, Вт:

Р
асход греющего пара, кг/с:

С
редняя разность температур, ^оС:

П
лощадь поверхности теплообмена:

По каталогу ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1991г., «Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения», выбираем испаритель ИН-1 одноходовой с площадью теплообмена 41 м². Диаметр кожуха - 600 мм, длина труб – 2000мм, количество – 131шт.

7.2 Холодильник.

Исходные данные:

Р
асход дистиллята, кг/с:

Характеристики

Список файлов курсовой работы