Xreferat.com » Рефераты по химии » Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт

ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт" width="297" height="52" align="BOTTOM" border="0" />

Сопротивление, обусловленное действием си поверхностного натяжения:

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт


гдеrгидр – гидравлический радиус отверстий, через которые пар выходит в жидкость, м.


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт


гдеF0, П0 – площадь, м2 и периметр, м отверстий, через которые выходит пар, соответственно


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт


Поверхностное натяжение рассчитываем по формуле:


σн = σА∙Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спиртн.ср. + σВ∙(1- Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спиртн.ср) ,


где σА, σВ – поверхностное натяжение метилового и этилового спиртов при tср.н [1 с. 526] ,

σн = 17,7∙10-3∙00,08 + 17,4∙10-3∙(1-0,08)= 17,42∙10-3 н/м.

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт

Тогда сопротивление вызываемое силами поверхностного натяжения будет равно:

а) для верхней части колонны:

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт

а) для нижней части колонны:

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт

Сопротивление тарелки на верхней части колоны:

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт

Сопротивление тарелки на нижней части колоны:

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт

Общее сопротивление колонны:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт


гдеnв , nн – действительное число тарелок в верхней и нижней части колоны, соответственно. Определение действительного числа тарелок поведено в разделе 1,7

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт


3. Тепловой расчет ректификационной колонны


Расход теплоты, получаемой кипящей жидкостью от конденсирующего пара в кубе-испарителе колонны


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт,


где Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт-расход теплоты, отнимаемой охлаждающей водой от конденсирующихся в дефлегматоре паров, Вт;

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт-тепловые потери колонны в окружающую среду, Вт;

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт-теплоемкость исходной смеси, дистиллята, кубовой жидкости, соответственно, Дж/кг·К.

Значения теплоемкостей, необходимые для расчета, находим по формуле:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт,


где Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт - теплоемкости компонентов при соответствующих температурах;

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт - массовые доли компонентов.

Температура кипения смеси tF=76,2оC, кубового остатка tW=77оC и дистиллята tD=65,5оC; теплоемкости метанола и этанола при этих температурах определяем по номограмме (ХI, с.562 [1]) (А-метиловый спирт, В- этиловый спирт)

Теплоемкости смесей:

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Количество тепла, отнимаемого охлаждающей водой от конденсирующегося в дефлегматоре пара:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт,

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт-удельная теплота конденсации дистиллята, Дж/кг;


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт,


где: Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт, Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт - удельная теплота конденсации компонентов А и В при температуре tD=65,5оC (табл. XLV стр.541 [1]).

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Тепловые потери колонны в окружающую среду:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт,


где Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт-температура наружной поверхности стенки колонны, принимаем Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт-температура воздуха в помещении, Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;

α-суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и излучением, Вт/(м2К),

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт-наружная поверхность изоляции колонны, определяем по формуле:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Потери тепла в окружающую среду:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Расход тепла в кубе колонны с учетом тепловых потерь:

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт

Расход греющего пара в кипятильнике (давление р=4кгс/см2, влажность 5%):


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт,


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Расход тепла в паровом подогревателе исходной смеси рассчитывается по формуле:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт,


где С1 – теплоемкость исходной смеси при средней температуре, равной


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт,


где СА, СВ – теплоемкости метилового спирта и этилового спирта при температуре Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт (с.562[1])

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Расход греющего пара в подогревателе исходной смеси:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Общий расход пара:

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт

Расход воды в дефлегматоре при нагревании ее на 200С:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Расход воды в холодильнике дистиллята при нагревании ее на 200С:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Расход воды в холодильнике кубового остатка при нагревании ее на 200С:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Общий расход воды в ректификационной установке:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.


3.1 Расчет тепловой изоляции колонны


В качестве изоляции берем асбест (λиз=0,151 Вт/м·К). Исходя из упрощенного соотношения (для плоской стенки) имеем:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт,


где Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт-толщина изоляции, м;

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт-температура внутренней поверхности изоляции, принимаем ее ориентировочно на 10-200С ниже средней температуры в колонне Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Определяем толщину изоляции:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Проверяем температуру внутренней поверхности изоляции:


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

расхождение: 61,1-61,3<1 °С.


4. Расчет вспомогательного оборудования


4.1 Расчет кипятильника


Температурные условия процесса.

Кубовый остаток кипит при 770С. Согласно заданию, температура конденсации греющего пара равна 1000С (р=1,03 кгс/см2).

Следовательно, средняя разность температур:

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт100-77=23оС.

Принимаем коэффициент теплопередачи К=300 Вт/(м2 К) (с.172[5]).

Тепловая нагрузка Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Площадь поверхности теплообмена


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт;


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

С запасом 15-20% принимаем по каталогу (табл.4.12 стр.215 [1]) теплообменник 4-х ходовой с F=464 м2.

Характеристика теплообменника:

Диаметр кожуха 1200мм;

Диаметр труб 25Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт2мм;

Длина труб 6,0м;

Количество труб 986.


4.2 Расчет дефлегматора


В дефлегматоре конденсируется метиловый спирт с небольшим количеством этилового спирта. Температура конденсации паров дистиллята tD=65,5оC.

Температуру воды на входе в теплообменник примем 180С, на выходе 380С.

Составляем температурную схему процесса и определяем движущую силу процесса теплопередачи:

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт65,50С 65,50С

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт18 0 С 380 С

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт

Определим среднюю температуру воды


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт


Расход теплоты


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт


Где r1 - удельная теплота конденсации смеси при температуре конденсации t1=65,5, r1=1087 кДж/кг.


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт,


где: Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт, Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт - удельная теплота конденсации компонентов А и В при температуре tD=65,5оC (табл. XLV стр.541 [1]).

Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт.

Расход воды


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт кг/с,


Где с2=4190 Дж/(кг К) – удельная теплоемкость воды при средней температуре t2=280 С

Объемный расход воды


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт м3/с,


Где ρ2= 995 кг/м3- плотность воды при t2=280 С,

G2 =17,5 кг/с - расход воды.

Ориентировочно определяем максимальную величину площади поверхности теплообмена. Минимальное значение коэффициента теплопередачи для случая теплообмена от конденсирующегося пара органических жидкостей к воде. Кmin=300 Вт/(м2·К) (таблица 4.8 [1]). При этом


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт м2.


Для обеспечения турбулентного течения воды при Re>10000 скорость в трубах должна быть больше w1


Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси метиловый - этиловый спирт

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: