Понятие ректификации

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Ректификация -- разделение однородных жидких смесей на практически чистые компоненты, отличающиеся температурами кипения, путем многократных испарения жидкости и конденсации паров. В этом и заключается основное отличие ректификации от дистилляции, при которой в результате однократного цикла частичного испарения-конденсации достигается лишь предварительное разделение жидких смесей. Потоки пара и жидкости в процессе ректификации, перемещаясь противотоком, многократно контактируют друг с другом в специальных аппаратах - ректификационных колоннах. Часть выходящего из аппарата пара (или жидкости) возвращается обратно после конденсации (для пара) или испарения (для жидкости). Такое противоточное движение контактирующих потоков сопровождается процессами теплообмена и массообмена, которые на каждой стадии контакта протекают до состояния равновесия; при этом восходящие потоки пара непрерывно обогащаются более летучим - низкокипящим компонентом (НКК), а стекающая жидкость -- менее летучим высококипящим (ВКК). При затрате того же количества тепла, что и при дистилляции, ректификация позволяет достигнуть большего извлечения и обогащения по нужному компоненту или группе компонентов. Ректификацию различают непрерывную и периодическую. В случае непрерывной ректификации разделяемая смесь непрерывно подаётся в ректификационную колонну и из колонны непрерывно отводятся две и большее число фракций, обогащенных одними компонентами и объединённых другими. Полная колонна состоит из 2 секций -- укрепляющей и исчерпывающей. Исходная смесь (обычно при температуре кипения) подаётся в колонну, где смешивается с извлечённой жидкостью и стекает по контактным устройствам (тарелкам или насадке) исчерпывающей секции противотоком к поднимающемуся потоку пара. Достигнув низа колонны, жидкостный поток, обогащенный тяжелолетучими компонентами, подаётся в куб колонны. Здесь жидкость частично испаряется в результате нагрева подходящим теплоносителем, и пар снова поступает в исчерпывающую секцию. Выходящий из этой секции пар поступает в укрепляющую секцию. Пройдя её, обогащенный легколетучими компонентами пар, поступает в дефлегматор, где обычно полностью конденсируется подходящим хладагентом. Полученная жидкость делится на 2 потока: дистиллят и флегму. Дистиллят является продуктовым потоком, а флегма поступает на орошение укрепляющей секции, по контактным устройствам которой стекает. Часть жидкости выводится из куба колонны в виде кубового остатка. Отношение количества флегмы к количеству дистиллята обозначается через R и носит название флегмового числа. Это число -- важная характеристика процесса ректификации: чем больше R, тем больше эксплуатационные расходы на проведение процесса. Минимально необходимые расходы тепла и холода, связанные с выполнением какой-либо конкретной задачи разделения, могут быть найдены с использованием понятия минимального флегмового числа. Минимальное флегмовое число находится расчётным путём из предположения, что число контактных устройств, или общая высота насадки, стремится к бесконечности. Если исходную смесь требуется разделить непрерывным способом на число фракций больше двух, то применяется последовательное, либо параллельно-последовательное соединение колонн. При периодической ректификации исходная жидкая смесь единовременно загружается в куб колонны, ёмкость которого соответствует желаемой производительности. Пары из куба поступают в колонну и поднимаются к дефлегматору, где происходит их конденсация. В начальный период весь конденсат возвращается в колонну, что отвечает режиму полного орошения. Затем конденсат делится на флегму и дистиллят. По мере отбора дистиллята (либо при постоянном флегмовом числе, либо с его изменением) из колонны выводятся сначала легколетучие компоненты, затем среднелетучие и т. д. Нужную фракцию (или фракции) отбирают в соответствующий сборник. Операция продолжается до полной переработки первоначально загруженной смеси. Аппараты, служащие для проведения ректификации, -- ректификационные колонны -- состоят из собственно колонны, где осуществляется противоточное контактирование пара и жидкости, и устройств, в которых происходит испарение жидкости и конденсация пара, -- куба и дефлегматора. Колонна представляет собой вертикально стоящий полый цилиндр, внутри которого установлены тарелки (контактные устройства различной конструкции) или помещен фигурный кусковой материал -- насадка. Куб и дефлегматор -- это обычно кожухотрубные теплообменники (находят применение также трубчатые печи и роторные испарители). Назначение тарелок и насадки -- развитие межфазной поверхности и улучшение контакта между жидкостью и паром. Тарелки, как правило, снабжаются устройством для перелива жидкости. В качестве насадки ректификационных колонн обычно используются кольца, наружный диаметр которых равен их высоте. Наиболее распространены кольца Рашига и их различные модификации. Как в насадочных, так и в тарельчатых колоннах кинетическая энергия пара используется для преодоления гидравлического сопротивления контактных устройств и для создания динамической дисперсной системы пар -- жидкость с большой межфазной поверхностью. Существуют также ректификационные колонны с подводом механической энергии, в которых дисперсная система создаётся при вращении ротора, установленного по оси колонны. Роторные аппараты имеют меньший перепад давления по высоте, что особенно важно для вакуумных колонн. Расчет ректификационной колонны сводится к определению основных геометрических размеров колонны - диаметра и высоты. Оба параметра в значительной мере определяются гидродинамическим режимом работы колонны, который, в свою очередь, зависит от скоростей и физических свойств фаз, а также от типа насадки. Ректификация широко применяется как в промышленном, так и в препаративном и лабораторном масштабах, часто в комплексе с другими процессами разделения, такими как адсорбция, экстракция и кристаллизация. Так же ректификация применима для получения отдельных фракций и индивидуальных углеводородов из нефтяного сырья в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Ректификация широко используется во многих отраслях: коксохимической, лесохимической, пищевой, химико-фармацевтической промышленности и др. В последнее время ректификация приобретает всё большее практическое значение в связи с решением таких важных задач, как очистка веществ и выделение ценных компонентов из отходов или природных смесей. Сюда относят выделение стабильных изотопов ряда легких элементов. Ректификация как метод очистки имеет ряд неоспоримых преимуществ, среди которых самое существенное то, что в процесс не требуется вносить те агенты, которые сами могут быть источниками загрязнения.



1. Постановка задачи

Задание:

Расчет ректификационной установки для разделения смеси муравьиная кислота - уксусная кислота.

Исходные данные:

Массовый расход сырья, поступающего в колонну, кг/ч - 13800;

Состав (в массовых долях или процентах): сырья - 30%, дистиллята - 93%, кубовой жидкости - 1,5%;

Давление, кПа: верха - определить расчетом, зоны питания - 150 кПа, куба колонны - определить расчетом;

Температура поступающего сырья равна температуре начала кипения смеси при давлении в зоне питания (т. е. доля отгона сырья на входе в колонну е=0);

Принять к установке в колонне ситчатые тарелки.

Дополнительные данные:

Хладагент (и его параметры) для конденсации паров в дефлегматоре выбрать самостоятельно;

Параметры теплоносителя для испарения флегмы в кипятильнике выбрать самостоятельно.

2. Описание технологической схемы

Принципиальная схема ректификационной установки представлена на рис. 1



Рис. 1 Схема ректификационной установки: 1 - емкость для исходной смеси; 2,9 - насосы; 3 - теплообменник-подогреватель; 4 - кипятильник; 5 - ректификационная колонна; 6 - дефлегматор; 7 - холодильник дистиллята; 8 - емкость для сбора дистиллята; 10 - холодильник кубовой жидкости; 11 - емкость для кубовой жидкости

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 хF. 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 хW , 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) состава хР, которая получается в дефлегматоре 6 путем конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дистиллята, который в теплообменнике 7, и направляется в промежуточную емкость 8. Из кубовой части колонны насосом 9 непрерывно выводится кубовая жидкость - продукт, обогащенный высококипящим компонентом, который охлаждается в теплообменнике 10 и направляется в емкость 11. Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный неравновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят с высоким содержанием легколетучего компонента и кубовый остаток, обогащенный труднолетучим компонентом.

3. Описание конструкции аппарата и обоснование его выбора

Сущность процесса ректификации сводится к выделению из смеси двух или более жидкостей с различными температурами кипения. Степень разделения смеси зависит от того, насколько развита поверхность фазового контакта, а, следовательно, от устройства ректификационной колонны.

В промышленности применяют колпачковые, ситчатые, насадочные, клапанные, пленочные ректификаторы. Они различаются в основном конструкцией внутренних устройств. Применение разных контактных устройств обусловлено следующими факторами: условиями разделения в аппарате, особыми требованиями к аппаратному оформлению, особыми требованиями к технологическому процессу. В настоящее время наиболее широкое применение нашли тарельчатые колонны с переливными устройствами. Большое разнообразие тарельчатых контактных устройств затрудняет выбор оптимальной конструкции тарелки. При этом наряду с общими требованиями (высокая интенсивность единицы объема аппарата, его стоимость и др.) выдвигаются требования, обусловленные спецификой производства: большой интервал устойчивой работы при изменении нагрузок по фазам, возможность использования тарелок в среде загрязненных жидкостей, возможность защиты от коррозии и т.п. Зачастую эти характеристики тарелок становятся превалирующими, определяющими пригодность той или иной конструкций для использования в каждом конкретном процессе.

В нашем случае

Технические требования:

4. Технологический расчет

Материальный баланс колонны.

Массовый расход получаемого дистиллята и кубового остатка определяют из уравнения материального баланса колонны по низкокипящему компоненту:

ректификация кислота кипение

; (2)

; (3)

кг/ч

кг/ч

Проверка:

,

.

После определения массового расхода дистиллята и кубовой жидкости находят массовый расход каждого компонента в дистилляте и кубовом продукте , мольный расход компонентов в продуктах разделения смеси и , а также мольный состав получаемых дистиллята и остатка . Для составления материального баланса используют соотношения:

; (4)

; (5)

; (6)

; (7)

; (8)

; (9)

; (10)

; (11)

. (12)

где - молярная масса i-того компонента смеси; q - число компонентов смеси.

Массовые расходы муравьиной и уксусной кислот в сырье, дистилляте и кубовом продукте определяем соответственно по формулам (4) - (6):

кг/ч;

кг/ч;

кг/ч;

кг/ч;

кг/ч;

кг/ч.

Проверка:

,

,

.

Мольные расходы муравьиной и уксусной кислот в сырье, дистилляте и кубовом продукте рассчитываем по формулам (7) - (9):

кмоль/ч;

кмоль/ч;

кмоль/ч;

кмоль/ч;

кмоль/ч;

кмоль/ч.

Проверка:

,

,

.

Мольные доли муравьиной и уксусной кислот в сырье, дистилляте и кубовой жидкости определяем по формулам (10) - (12):

;

;

;

;

;

.

Проверка:

,

,

,

.

Материальный баланс колонны представлен в табл.1.

Таблица 1 Материальный баланс колонны

Компоненты	Молярная масса М, кг/кмоль	Сырье	Дистиллят	Кубовый остаток
		Массовый расход GiF, кг/ч	Массовая доля XiF	Мольный расход NiF, кмоль/ч	Мольная доля XiF	Массовый расход GiD, кг/ч	Массовая доля XiD	Мольный расход NiD, кмоль/ч	Мольная доля XiD	Массовый расход GiW, кг/ч	Массовая доля XiW	Мольный расход NiW, кмоль/ч	Мольная доля XiW
Муравьиная кислота	46	4140	0,3	90	0,36	3997,47	0,93	86,9	0,95	142,53	0,015	3,1	0,019
Уксусная кислота	60	9660	0,7	161	0,64	300,89	0,07	5	0,05	9359,11	0,985	156	0,981
Сумма	-	13800	1,0	251	1,0	4298,36	1,0	91,9	1,0	9501,64	1,0	159,1	1,0

Построение диаграммы фазового равновесия в координатах у-х

В процессах простой перегонки и ректификации равновесные концентрации фаз определяются зависимостью

, (19)

где - мольная концентрация i-того компонента в паре, равновесном с жидкостью состава .

В случаях, когда разделяемую смесь можно считать идеальной, т.е. для всех компонентов смеси выполняется закон Рауля, коэффициент распределения рассчитывается как отношение давления насыщенного пара компонента при фиксированной температуре к общему давлению в системе р:

. (20)

Для идеальных смесей зависимость между равновесными составами фаз выражается уравнением Рауля-Дальтона

. (21)

Равновесные составы паровой и жидкой фаз и температура кипения смесей представлены в табл. 2.

Таблица 2

t, °C	x	y
118,1	0	0
116,0	0,05	0,08
115,4	0,1	0,146
112,8	0,2	0,26
110,7	0,3	0,38
108,8	0,4	0,485
107,0	0,5	0,576
105,4	0,6	0,66
103,9	0,7	0,746
102,5	0,8	0,836
101,4	0,9	0,922
100,8	1,0	1,0

По данным табл. 2 строим диаграммы фазового равновесия в координатах у-х и t-x,y. Так как сырье поступает в колонну при температуре кипения (е=0), находим температуру , для этого из точки с абсциссой = 0,36 восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с изобарной температурной кривой. Температура в зоне питания составляет = 110,7°С. Аналогично определяем температуру в кубе колонны = 117°С. Для определения температуры паров наверху колонны из точки с абсциссой восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с изобарной температурной кривой конденсации. Температура наверху колонны составляет = 101°С.

Определение числа теоретических тарелок в колонне

Минимальное флегмовое число рассчитывают по уравнению (24)

,

где - мольная концентрация низкокипящего компонента в паре, равновесном с жидкостью питания; - мольная концентрация низкокипящего компонента в дистилляте, если в дефлегматоре конденсируется весь пар, ; - мольная концентрация низкокипящего компонента в сырье.

.

Для определения оптимального флегмового числа находят минимум функции f® в соответствии с уравнением (26) и рис. 3.

, (26)

Для этого принимают несколько значений коэффициента избытка флегмы в, по уравнению (25)

, (25)

для каждого значения в вычисляется флегмовое число R, на диаграмму у-х наносятся рабочие линии верхней и нижней частей колонны в соответствии с их уравнениями (27) - (28) и графически определяют число теоретических тарелок в колонне .

, (27)

, (28)

Где - относительный (на 1 кмоль дистиллята) мольный расход сырья; - мольная концентрация низкокипящего компонента в кубовой жидкости.

Расчет оптимального флегмового числа показан в табл. 3.

Таблица 3

в	1,2	1,4	1,8	2,5	3,0
R	6,67	7,78	10,01	13,9	16,68
	40,1	34	32	24	25,2
(R+1)	307,6	298,5	341	357,6	445,5

По данным табл. 3 находим значение оптимального флегмового числа = 7,3

На рис. 4 показано определение числа теоретических тарелок для оптимального флегмового числа. Уравнение рабочей линии верхней части колонны для имеет вид

Уравнение рабочей линии нижней части колонны для имеет вид

Где .

Число теоретических тарелок в верхней части колонны = 21. В нижней части колонны с учетом того, что роль одной тарелки выполняет кипятильник, число теоретических тарелок = 12.

Определение расходов пара и флегмы в колонне

Сырье поступает в колонну с долей отгона е=0, поэтому в соответствии с уравнением (31)

, (31)



кг/ч

Массовый расход пара в верхней части колонны рассчитываем по уравнению (33)

, (33)

кг/ч

Так как все сырье поступает в жидкой фазе, то в соответствии с уравнениями (30), (32) - (34)

, (30)

, (32)

, (33)

. (34)

кг/ч

Массовый расход флегмы , поступающей в зону питания, рассчитываем по уравнению (35)

, (35)

кг/ч

Массовый расход флегмы , поступающей в нижнюю часть колонны, в соответствии с уравнением (36)

, (36)

кг/ч

В соответствии с уравнениями (37) - (40) определяем массовые концентрации низкокипящего компонента во внутренних потоках колонны:

, (37)

, (38)

, (39)

, (40)

Проверка:

Тепловой баланс колонны

Принимаем температуру холодного испаряющегося орошения = 40.

Тепловой поток, отводимый водой в дефлегматоре, рассчитываем по уравнению (45); при этом средние значения удельной теплоты испарения и удельной теплоемкости находим по правилу аддитивности:

кДж/кг

кДж/(кгК)

, (45)

кВт

Энтальпии сырья , дистиллята , кубовой жидкости определяем по правилу аддитивности при соответствующей температуре:

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

С учетом тепловых потерь, принятых равными 5% от полезно используемого расхода теплоты, тепловой поток в кипятильнике составит (уравнения (43), (47)):

, (43)

, (47)

, (48)

кВт

В качестве теплоносителя в кипятильнике колонны принимаем насыщенный водяной пар с абсолютным давлением 0,294 Мпа (3 ат) и степенью сухости ?= 95%. Такой пар имеет температуру 132,9 , энтальпию =2730 кДж/кг; энтальпия конденсата = 558,9 кДж/кг. Расход водяного пара в кипятильнике колонны согласно уравнению (48) составит:

, (48)

кг/с

Принимаем, что вода в дефлегматоре нагревается от =25 до =38. Тогда расход воды в дефлегматоре (уравнение (49))

, (49)

кг/с

Массовый расход холодного испаряющегося орошения рассчитываем:

кг/ч

где энтальпия паров и флегмы определяется по правилу аддитивности:

кДж/кг

кДж/кг

Массовый расход горячего орошения , стекающего с 1-й тарелки верхней части колонны

Проверка:

5. Гидравлический расчет

Средние мольная и массовая концентрации низкокипящего компонента в флегме в верхней части колонны:

,

.

Средняя мольная и массовая концентрации низкокипящего компонента в флегме в нижней части колонны:

,

.

Средние мольные концентрации низкокипящего компонента в паре находим по уравнению рабочих линий колонны:

в верхней части колонны:

в нижней части колонны:

По диаграмме определяем средние t°:

= 106; = 113.

Средние молярные массы пара в верхней и нижней частях колонны:

кг/кмоль

кг/кмоль

Средние плотности пара в верхней и нижней частях колонны:

кг/мі

кг/мі

Средние плотности флегмы в верхней и нижней частях колонны:

кг/мі

кг/мі

Средние объемные расходы пара в верхней и нижней частях колонны:

мі/с

мі/с

м/с

м/с

Диаметр колонны в верхней и нижней частях рассчитывается по уравнению (51):



, (51)

м

м

Принимаем D=2,2 м в соответствии с нормальным рядом диаметров колонны.

Фактическая скорость пара в верхней и нижней частях колонны в соответствии с уравнением (52) составляет:

, (52)

м/с

м/с

По ОСТ 26-805-73 принимаем следующие размеры ситчатой тарелки: диаметр отверстий d0=4 мм, высота сливной перегородки hп=45 мм; свободное сечение тарелки (суммарная площадь отверстий) - 12% от общей площади тарелки; площадь, занимаемая двумя сегментными переливными устройствами - 20% от общей площади тарелки

Расчет гидравлического сопротивления тарелок производим отдельно для верхней и нижней частей колонны.

Верхняя часть колонны.

Скорость пара в отверстиях тарелок:

м/с

Коэффициент сопротивления неорошаемых ситчатых тарелок ж=1,75. Тогда гидравлическое сопротивление сухой тарелки:

?

? Па

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения,

?

? Па

Периметр сливной перегородки П=1,32 м

Принимаем отношение плотности парожидкостного слоя (пены) на тарелке к плотности жидкости k'=0,5.

Средний объемный расход флегмы в верхней части колонны:

мі/с

Высота слоя над сливной перегородкой:



?

? м

Высота парожидкостного слоя на тарелке:

м

Сопротивление парожидкостного слоя:

?

? Па

Общее гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части колонны:

Па

Нижняя часть колонны.

Скорость пара в отверстиях тарелки

м/с

? Па

? Па

Средний объемный расход флегмы в нижней части колонны:

мі/с

? м

м

? Па

Общее гидравлическое сопротивление тарелки в нижней колонне:

? Па

Проверка:

для тарелок верхней части колонны:

м

для тарелок нижней части колонны:

м

Следовательно, вышеуказанное условие соблюдается, и расстояние между тарелками h=0,2 м обеспечивает нормальную работу переливных устройств.

Минимальная скорость пара в отверстиях , достаточная для того, чтобы ситчатая тарелка работала всеми отверстиями:

для верхней части колонны

м/с

для нижней части колонны

м/с

Фактические скорости в отверстиях тарелок и больше минимальных и , следовательно, все отверстия тарелок будут работать равномерно.

Величина межтарельчатого уноса жидкости определяется по уравнению:

Величина S определяется из уравнения:

Верхняя часть колонны.

Средняя вязкость паров :

откуда = 0,01 мПа с

Ввиду отсутствия данных о вязкости паров муравьиной кислоты были приняты значения по уксусной кислоте.

;

Нижняя часть колонны.

откуда = 0,011 мПа с

;

Приближенно определим средний коэффициент полезного действия тарелок.

Верхняя часть колонны.

Коэффициент относительной летучести для средней температуры в верхней части колонны в соответствии с уравнением (1) составляет:

(1)



Вязкость флегмы :

,

откуда = 0,48 мПас

По графику находим = 0,39

Нижняя часть колонны.

,

откуда = 0,41 мПас

По графику находим = 0,38

Число реальных тарелок в верхней n и нижней m частях колонны рассчитываем по формуле (53):

(53)

Высота колонны в соответствии с уравнением (59):

(59)

м

Элементы механического расчета

Определение диаметров штуцеров.

Диаметры штуцеров рассчитываем по уравнению (60):

, (60)

Плотность жидких продуктов холодного орошения , сырья и кубового остатка рассчитываем в зависимости от температуры и состава:

, откуда = 1181,5 кг/мі;

, откуда = 985 кг/мі;

, откуда = 929,5 кг/мі.

Плотность паров, поступающих из кипятильника колонны и паров, уходящих с верха колонны рассчитываем:

кг/мі;

кг/мі.

Диаметр штуцера А для вывода паров из колонны в дефлегматор:

м

Принимаем по ГОСТ 12830-67 = 500 мм

Диаметр штуцера В для ввода холодного орошения:

м

Принимаем по ГОСТ 12830-67 = 65 мм

Диаметр штуцера С для ввода сырья:

м

Принимаем по ГОСТ 12830-67 dc=65мм

Диаметр штуцера K:

м

Принимаем dk=150мм

Штуцер E:

м

Принимаем de=400мм

6. Определение толщины тепловой изоляции колонны

Основной целью расчета тепловой изоляции является выбор теплоизоляционного материала и расчет его толщины для минимизации тепловых потерь в окружающую среду и обеспечение техники безопасности. Расчет тепловой изоляции проводят из условий заданной температуры наружного слоя, которая не должна превышать 45.

Выбираем в качестве теплоизоляции стеклянную вату, для которой коэффициент теплопроводности =0,05 Вт/(мК). Принимаем t° на внутренней поверхности изоляции равной 97. Для расчета толщины изоляции для плоской стенки используем формулы:

находим коэффициент теплоотдачи:

Вт/мІК

толщина изоляции определяем по формуле:

м

7. Выбор вспомогательного оборудования дефлегматора, кипятильника, насосов

Кипятильник.

Принимаем коэффициент теплопередачи от греющего пара к кипящей жидкости = 1200 Вт/(мІ ). Расчетная площадь поверхности теплопередачи кипятильника определяем из уравнения (66):

мІ

Согласно ГОСТ 14248-79, принимаем в качестве кипятильника кожухотрубный испаритель с паровым пространством, имеющий площадь поверхности теплообмена = 198 мІ.

Запас площади поверхности теплообмена кипятильника:

Дефлегматор.

Расчетная площадь поверхности теплообмена в дефлегматоре складывается из площади поверхности, необходимой для конденсации паров и площади поверхности, необходимой для охлаждения конденсата :

Принимаем коэффициент теплопередачи в зоне конденсации паров =800 Вт/(мІК), а в зоне охлаждения конденсата = 560 Вт/(мК).

Тепловой поток в зоне конденсации паров:

кВт

Тепловой поток в зоне охлаждения конденсата:

кВт

Проверка:

кВт

Температуру в конце зоны конденсации паров находим из уравнения:

Средняя разность температур в зоне конденсации паров и в зоне охлаждения конденсата :

?

?

Расчетная площадь поверхности теплопередачи дефлегматора:

мІ

В соответствии с ГОСТ 15120-79 принимаем в качестве дефлегматора одноходовой кожухотрубный теплообменник с площадью поверхности теплообмена = 200 мІ. Запас площади поверхности теплообмена составляет



Заключение

В процессе проделанной работы была рассчитана ректификационная установка для разделения смеси муравьиная кислота-уксусная кислота. Были получены следующие данные:

диаметр колонны - 2,2 м,

высота колонны - 19,64 м.

В качестве перераспределителя жидкости принята ситчатая тарелка ТС-Р. Рассчитаны материальный и тепловой баланс установки, построены графики и таблицы.

Список литературы

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов/Под ред. П.Г. Романкова, 9-е изд., перераб. и доп. Л.: Химия, 1981. 560 с.

2. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/Под ред. Ю.И. Дытнерского. М.: Химия, 1983. 272с.

Размещено на Allbest.ru

...