Проектирование ректификационной колонны

,

где

Коэффициент диффузии легколетучего  компонента в исходной смеси:

 

, 

,  

Молекулярный объем диффундирующего  вещества равен:

Средний КПД тарелки:

Число тарелок определяется по наименьшему благоприятному значению :

      а) в верхней части колонны:

                        7 + 2 = 9

_{в) в  нижней части колонны:}

                        19 + 2 = 21

Общее число тарелок n = 26. С запасом принимаем 30 тарелок, из них 9 тарелок в верхней части и 21 в нижней.

Высота тарельчатой части  колонны:

Общее гидравлическое сопротивление  тарелок:

 

2.6 Тепловой расчет

 

Тепловой поток, отдаваемый охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе:

Здесь ,

где r_б,r_у- удельная теплота конденсации CH₃COOH и C₆H₆.

Тепловой поток, получаемый в кубе-испарителе от греющего пара:

 

Здесь тепловые потери Q_пот приняты в размере 3%

Тепловой поток в паровом  подогревателе исходной смеси:

Здесь тепловые потери Q_пот приняты в размере 5%, удельная теплоемкость смеси ^ккал/_кг·К  взята при средней температуре                

Тепловой поток, отдаваемый охлаждающей воде в холодильнике дистиллята:

где удельная теплоемкость дистиллята взята при средней температуре:

Тепловой поток, отдаваемый охлаждающей воде в холодильнике кубового остатка:

          ,

где удельная теплоемкость кубового остатка  взята при средней температуре: 

Расход греющего пара, имеющего давление p_абс=4 Па и влажности 5%:

а) в кубе-испарителе:

 

б) в подогревателе исходной смеси:

 

Общий расход греющего пара на установку

Расход охлаждающей воды при нагреве ее на 20 ⁰С

а) в дефлегматоре

 

 

б) в водяном холодильнике дистиллята

в) в водяном холодильнике кубового остатка

Общий расход охлаждающей воды на всю установку 

 

 

 

 

 

2.7 Схема непрерывно действующей ректификационной установки

 

 

Рис.1 – Схема ректификационной установки.

 

1- емкость для исходной  смеси; 2 - насос; 3 - подогреватель; 4 –  кипятильник; 5 - ректификационная колонна; 6 - дефлегматор; 7 - холодильник дистиллята; 8 - сборник дистиллята; 9 - насос; 10 - холодильник; 11 - сборник кубового остатка.

Исходная смесь из промежуточной  емкости 1 центробежным насосом 2 подается в теплообменник 3, где подогревается  до температуры кипения. Нагретая смесь  поступает на разделение в ректификационную колонну 5 на тарелку питания, где  состав жидкости равен составу исходной смеси Х_F.

Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся  вверх паром, образующимся при кипении  кубовой жидкости в кипятильнике 4. Начальный состав пара примерно равен  составу кубового остатка Х_W, то есть, обеднен легколетучим компонентом. В результате массообмена с жидкостью парообогащается легколетучим компонентом. Для более полного обогащения  верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкости (флегмы), состава Х_D, которая получается дефлегматоре 6 путем конденсации пара, выходящего из колонны.

Часть конденсата выводится  из дефлегматора в виде готового продукта разделения – дистиллята, который  охлаждается в теплообменнике 7, и направляется в промежуточную  емкость 8.

Из кубовой части колонны  насосом 9 непрерывно выводится кубовая  жидкость – продукт, обогащенный  труднолетучим компонентом, который  охлаждается в теплообменнике 10 и направляется в емкость 11.

Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный  неравновесный процесс разделения исходной смеси на дистиллят с  высоким содержанием легколетучего  компонента и кубовый остаток, обогащенный  труднолетучим компонентом [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

 

1. Дытнерский Ю.И., Борисов  Г.С., Брыков В.П. “Основные процессы  и аппараты химической технологии”  пособие по проектированию М:  Химия 1991 - 496 с.

2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. “Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии”. Л: Химия 1987 - 576 с.

3. Волжинский А.И., Марков А.В. “Ректификация: колонные аппараты с ситчатыми тарелками”. Учебное пособие СПбГТУ 2006.

4. Волжинский А.И., Флисюк О.М. “Определение средних физических величин, потоков пара и жидкости”. Метод. указания СПбГТУ 2001.

5. Волжинский А.И., Константинов В.А. “Ректификация. Справочные данные по равновесию пар-жидкость”. Метод. указания СПбГТУ 2003.

6. Нестеров А.В., Озерова Н.В. “Курсовое проектирование по процессам и аппаратам химической технологии” Краткие справочные данные. Метод. указания ЛТИ им. Ленсовета 1989.