Главная страница > Курсовая работа: Расчет ректификационной колонны

Курсовая работа: Расчет ректификационной колонны

Форма поиска
Показать/спрятать результаты

Авторизация

Статистика

Последние новости
Новости

Курсовая работа: Расчет ректификационной колонны

Мольная масса дистиллята

кг/кмоль.

Мольная масса исходной смеси

кг/кмоль,

кг/с,

кг/с.

Подставим в (1.21) полученные значения и определим максимальную объемную скорость жидкости:

м3/с,

2) в нижней части

(1.24)

м3/с.

1.5 Определение основных геометрических размеров ректификационной колонны

Скорость пара должна быть ниже некоторого предельного значения ωпред, при которой начинается брызгоунос. Для ситчатых тарелок.

(1.25)

Предельное значение скорости пара ωпред определяем по графику [6, рис 17-20, с624].

Принимаем расстояние между тарелками Н=0.3 м, так как

следовательно, для верхней части колонны м/с, для нижней части колонны м/с. Подставив данные в (1.25) получим:

м/с,

м/с.

Диаметр колонны Дк определяем в зависимости от скорости и количества поднимающихся по колонне паров:

, (1.26)

Тогда диаметр колонны равен:

Скорость пара в колонне:

Выбираем тарелку типа ТСБ-II

Диаметр отверстий d0=4 мм.

Высота сливной перегородки hп=40 мм.

Колонный аппарат Дк =1600 мм – внутренний диаметр колонны

Fк =2,0 м2 – площадь поперечного сечения колонны

Расчёт высоты колонны

Определение высоты тарельчатой колонны мы проводим по уравнению:

(1.27)

H1=(n-1)H – высота тарельчатой части колонны;

h1 – высота сепараторной части колонны мм., h1 =1000 мм по табл2 [7];

h2 – расстояние от нижней тарелки до днища, мм., h2=2000 мм табл2 [7];

n – число тарелок;

H – расстояние между тарелками.

Для определения высоты тарельчатой части колонны воспользуемся рассчитанным в пункте 1.4 действительным числом тарелок:

м,

По выражению (1.27) высота колонны равна:

Hк=4,5+1,0+2,0=7,5 м.

1.6 Расчёт гидравлического сопротивления колонны

Расчёт гидравлического сопротивления тарелки в верхней и в нижней части колонны

, (1.28)

где —сопротивление сухой тарелки, Па; — сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения, Па; — сопротивление парожидкостного слоя на тарелке, Па.

а) Верхняя часть колонны.

Сопротивление сухой тарелки

(1.29)

где ξ – коэффициент сопротивления сухих тарелок, для ситчатой тарелки ξ=1,82 [1];

ω0 – скорость пара в отверстиях тарелки:

, (1.30)

Плотность жидкости и газа определяем как среднюю плотность жидкости и газа в верхней и нижней частях колоны соответственно:

, (1.31)

кг/м3.

Следовательно, гидравлическое сопротивление сухой тарелки:

Па.

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения

, (1.33)

где σ=20*10-3 Н/м— поверхностное натяжение жидкости; d0=0,004 м — эквивалентный диаметр прорези.

Па.

Сопротивление газожидкостного слоя принимаем равным:

, (1.34)

где hпж – высота парожидкостного слоя, м; ; k — отношение плотности пены к плотности чистой жидкости, принимаем к=0,5; h— высота уровня жидкости над сливным порогом, м. По таблице 3 [7] h=0,01м.

Подставив, полученные значения получим гидравлическое сопротивление:

Па.

Сопротивление всех тарелок колонны:

, (1.35)

где п— число тарелок.

Па.

1.7 Проверка расстояния между тарелками

Минимальное расстояние между тарелками должно обеспечить работу гидравлического затвора на тарелке. Проверим, соблюдено ли при расстоянии Н=0,3 м - необходимое для нормальной работы тарелок условие:

, (1.36)

Так как 0,3>0,0846 условие выполняется, расстояние подобрано верно.

1.8 Тепловые расчеты

Целью расчета является определение расхода греющего пара на обогрев колонны. По диаграмме t- x- y находим температуру кипения и соответствующую ей удельную теплоемкость:

Исходной смеси:

tF=85° C

с в=4357,6 Дж/(кг·К)

с э=3289,2 Дж/(кг·К)

Дистиллята:

tD=79° C

с в=4231,9 Дж/(кг· К)

с э=3226,3 Дж/(кг· К)

Кубового остатка:

tW=99° C

с в=4609 Дж/(кг·К)

с э=3477,7 Дж/(кг·К)