166540 (625043), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Р_см = ∑ (x_i ∙ P_i^D),

x_i — мольная доля i-го компонента в смеси.

Используя программный пакет MS Excel рассчитано давление насыщенных паров компонентов и давление дистиллята (таблица 3).

Таблица 3 — Определение давления верха ректификационной колонны

Далее, зная уравнение Антуана и закон Рауля, принимая во внимание тот факт, что давление по всей колонне онинаковое, используя программный пакет MS Excel с помощью функции "подбор параметра" определим температуры питания и куба колонны (таблица 4, таблица 5).

Таблица 4 — Определение температуры питания колонны

Таблица 5 — Определение температуры куба колонны

Определим среднюю температуру в колонне и давления насыщенных паров компонентов при средней температуре:

T_СРкол = = = 105,81 ^ОС = 378,81 K.

P⁰i = , атм.

P⁰_{1(Пропан)} = 44,6137 атм

P⁰_{2(n–Бутан)} = 16,2447 атм

P⁰_{3(n–Пентан)} = 6,6209 атм

P⁰_{4(n–Гексан)} = 2,8002 атм

Минимальное число теоретических тарелок определми по уравнению Фенске:

N_min = ,

где X^Dл.к.к., X^Dт.к.к. — содержание в дистилляте легкого и тяжелого ключевых компонентов, мол. дол.;

X^Wл.к.к., X^Wт.к.к. — содержание в кубе легкого и тяжелого ключевых компонентов, мол. дол.;

α — коэффициент относительной летучести легкокипящего компонента по отношению к тяжелому ключевому компоненту при средней температуре.

Относительную летучесть i-го компонента определяется формулой:

α_i = ,

где P^o_i — давление насыщенных паров компонента;

P^oт.к.к. — давление насыщенных паров тяжелого ключевого компонента.

α_{1(Пропан)} = 2,7464

α_{2(n–Бутан)} = 1,0000

α_{3(n–Пентан)} = 0,4076

α_{4(n–Гексан)} = 0,1724

Относительная летучесть ключевых компонентов при средних условиях α = = 2,7464

X^Dл.к.к. = 0,9853X^Wл.к.к. = 0,0059

X^Dт.к.к. = 0,0147X^Wт.к.к. = 0,4554

Тогда N_min составит,

N_min = = 8,4589 (≈ 8)

Расчет минимального флегмового числа R_min проводим по методу Андервуда с помощью уравнений:

R_min = – 1,

где θ — величина в пределах относительной летучестей ключевых компонентов.

Из условия, что ∑ =0, используя программный пакет MS Excel с помощью функции "подбор параметра" найдена θ (таблица 6).

Таблица 6 — Определение значения θ

Тогда, R_min = 0,3662 (определение R_min в таблице 7)

Таблица 7 — Определение значения R_min

Далее, по методу Джилленда, проводим оптимизацию флегмового числа. Задаемся коэффициентом орошения β, относительно минимального флегмового числа с шагом 0,1. Результаты расчета сведены в таблице 8. На рисунке 3 представлен график зависимости N∙(R+1) от коэффициента орошения β. Используя этот график определяем оптимальный коэффициент орошения β_опт по минимуму значения N∙(R+1).

R = β ∙ R_min

X =

Y = 1 – exp

N =

Таблица 7 — Оптимизация флегмового числа

β	R	X	Y	N	N∙(R+1)
1,1	1,361975	0,052421	0,603383	22,84895	53,96865
1,2	1,485791	0,099619	0,551824	20,10536	49,97773
1,3	1,609607	0,142339	0,50999	18,30349	47,76492
1,4	1,733423	0,181188	0,47457	17,00223	46,47428
1,5	1,857239	0,216671	0,44415	16,01702	45,76445
1,6	1,981055	0,249206	0,417708	15,24426	45,44398
1,7	2,104871	0,279146	0,394478	14,62108	45,39656
1,8	2,228687	0,30679	0,373881	14,1072	45,54773
1,9	2,352503	0,332391	0,35547	13,67568	45,84774
2,0	2,476318	0,35617	0,338899	13,30781	46,26218
2,1	2,600134	0,378312	0,323891	12,9902	46,76648
2,2	2,72395	0,398983	0,310224	12,71302	47,34265
2,3	2,847766	0,418322	0,29772	12,46885	47,97722
2,4	2,971582	0,436457	0,286229	12,25202	48,65989
2,5	3,095398	0,453494	0,275628	12,05809	49,38266
2,6	3,219214	0,469532	0,265815	11,88354	50,13922
2,7	3,34303	0,484655	0,256701	11,72557	50,9245
2,8	3,466846	0,49894	0,248211	11,58187	51,73444
2,9	3,590662	0,512454	0,240283	11,45057	52,56568
3,0	3,714478	0,525258	0,23286	11,33009	53,41547

Рисунок 3 — График зависимости N∙(R + 1) от коэффициента орошения β

β_опт = 1,7;

R_опт = 2,104871.

Определяем действительное число тарелок в колонне:

N_дейст = ,

где η — коэффициент полезного действия тарелки.

η = 0,5

N_дейст = = 30.

Рассчитаем диаметр колонны, по формуле:

Д = , м,

где V — секундный объемный расход газового потока, м/с;

ω_доп — допустимая скорость движения паров, м/с.

Характеристики

Список файлов курсовой работы