Главная Коллекция "Revolution" Химия Рекция ректификации

Рекция ректификации

Разделение смеси хлороформ-1,2 дифлорэтан при атмосферном давлении. Расчет диаметра, высоты, гидравлического сопротивления ректификационной колонны, теплового баланса установки. Выбор теплообменника для подогрева исходной смеси кубовым остатком.

Рубрика Химия
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 08.06.2013
Размер файла 110,2 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Описание технологической схемы

Исходная смесь из промежуточной ёмкости Е1 центробежным насосом H1 подаётся в теплообменник П, где она подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в середину ректификационной колонны КР на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси.

Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике К. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка, т.е. обеднен легколетучим компонентом. В результате массообмена с жидкостью пар обогащается легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой), получаемой в дефлегматоре Д путём конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дистиллята, который охлаждается в теплообменнике Х2 и направляется в промежуточную ёмкость ЕЗ.

Из кубовой части колонны насосом непрерывно выводится кубовая жидкость - продукт, обогащённый труднолетучим компонентом, который охлаждается в теплообменнике X1 и направляется в ёмкость Е2.

Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят (с высоким содержанием легколетучего компонента) и кубовый остаток (обогащённый труднолетучим компонентом).

1.1 Диаграммы y-x, t-x

Для технологических расчетов установки необходимо знать свойства веществ при определённых температурах. Основными диаграммами для определения этих свойств являются диаграммы: состав пара - состав жидкости, и зависимость температуры кипения от состава. В приложении №1 приведены диаграммы указанных свойств бинарной системы хлороформ-1,2 дихлорэтан.

2. Технологические расчеты

2.1 Расчет ректификационной колонны

Необходимо рассчитать ректификационную насадочную колонну с керамическими седлами Бегля для разделения смеси хлороформ - 1,2 дихлорэтан под атмосферным давлением и определить её основные геометрические размеры (диаметр и высоту).

2.1.1 Материальный баланс.

Зная производительность колонны по кубовому остатку и необходимые концентрации, определим недостающие данные, т.е. производительность дистилляту и питание исходной смеси (GF и GD), на основании уравнений материального баланса.

(1)

(2)

где - содержание легколетучего компонента в исходной смеси, дистилляте и кубовом остатке соответственно.

Отсюда найдем:

Нагрузка ректификационной колонны по пару и жидкости определяется рабочим флегмовым числом. Для его расчета используют приближенные вычисления, основанные на определении коэффициента избытка флегмы .

(3)

где Rmin - минимальное флегмовое число.

При этом:

(4)

где - мольные доли легколетучего компонента в жидкости, а - концентрация легколетучего компонента в паре, находящаяся в равновесии с жидкостью (питанием исходной смеси).

По диаграмме y-x находим при соответствующем значении , таким образом .

Тогда:

Используя (3) найдем, что:

Найдем уравнение рабочих линий:

а) для верхней (укрепляющей) части колонны:

(5)

б) для нижней (исчерпывающей) части колонны:

(6)

где F - относительный мольный расход питания.

(7)

Таким образом получим уравнение нижней части:

Средние массовые расходы (нагрузки) по жидкости для верхней и нижней частей колонны определяют по формулам:

(8)

(9)

где - мольные массы дистиллята, кубового остатка и питания исходной смеси определяют по формулам:

(10)

где , - мольные массы исходных веществ, ; индекс i - относится соответственно к дистилляту, кубовому остатку и питанию.

Средние мольные массы жидкости в верхней части колонны находят по формулам:

(11)

(12)

где и - средний мольный состав жидкости соответственно в верхней и нижней части колонны:

Таким образом получим:

Подставляя величины в уравнение (8) и (9) получим:

Средние массовые потоки пара в верхней колонны:

(13)

(14)

где - средние мольные массы паров в верхней и нижней частях колонны:

Средние концентрации пара найдём по уравнениям рабочих линий:

а) в верхней части колонны:

б) в нижней части колонны:

Тогда получим:

Подставив полученные величины в уравнения (13) и (14) имеем:

Определим средние плотности пара в верхней и нижней частях колонны:

(15)

(16)

где , - средние температуры пара, определяемые по приложению №1 по значениям и :

при

при

Тогда получим:

Средняя плотность пара в колонне:

Объёмный расход пара:

(17)

(18)

Плотности , определяют по формуле:

(19)

где , - плотности легколетучего и труднолетучего компонентов при соответствующих температурах,

Тогда объёмный расход жидкости:

2.2 Расчет теплового баланса установки

Тепловой баланс ректификационной колонны выражается общим уравнением:

(20)

где Qдеф - расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в дефлегматоре, Qк - расход теплоты в кубе-испарителе, QD и QW - уход тепла с дистиллятом и кубовой жидкостью, QF - ход тепла с исходной смесью; - средние удельные теплоёмкости; - температуры соответствующие дистилляту, кубовому остатку и исходной смеси.

Определим Qдеф по формуле:

(21)

где - удельная теплота конденсации смеси при . Температурунайдем по приложению №1 при,

Найдем удельную теплоту конденсации паров дистиллята по аддитивной формуле:

(22)

где - удельные теплоты конденсации паров веществ А и В при температуре дистиллята , ; - массовая доля легколетучего компонента в парах дистиллята (при использовании дефлегматора ).

Тогда:

Получим :

Удельные теплоемкости питания, кубового остатка и дистиллята определяется по аддитивным формулам:

(23)

(24)

(25)

ректификация колонна теплообменник дифлорэтан

где - удельные теплоемкости питания, кубового остатка и дистиллята при соответствующих температурах и находятся по [рис. XI стр. 562,1].

и , при

и , при

и , при

Теперь рассчитаем удельные теплоёмкости смеси:

Найдем:

Литература

1. Основные процессы и аппараты химической технологии /Пособие по проектированию/, Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под. ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд. Перераб. и дополнен. М: Химия, 1991 - 496 с.

2. Курсовое проектирование по процессам и аппаратам химической технологии. Краткие справочные данные /Метод указания/. ЛТИ им. Ленсовета - Л.: 1989, 40 с.

3. Рамм В.Н. Абсорбция газов. 2-е издание, перераб. и дополн. М: Химия, 1976, 656 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены