Курсовая работа: Расчет ректификационной колонны

Приход теплоты

Расход теплоты

1. С дистиллятом

2. С охлаждение волы

3. С охлажденным дистиллятом

4. С охлаждающей водой

Тепловой баланс:

                           (1.57)

Подставляя в последнее уравнение вместо , выражения из теплового баланса и решая его относительно расхода охлаждающей воды, имеем:

                            (1.58)

где сд – теплоёмкость дистиллята при его средней температуре. Дано tод охлаждения дистиллята t=35,0°С.

.

Теплопроводность дистиллята при этой температуре

,                                     (1.59)

где ;  

,

,

(начальные конечные температуры принимаем такими же, как в дефлегматоре)

1.8.4 Холодильник кубового остатка

Таблица 4—Тепловой баланс для холодильника кубового остатка

,   .60)

Подставим в это уравнение вместо , выражение  теплового  баланса и, решая его относительно расхода охлаждающей воды, получим:

,                (1.61)

где  - теплоёмкость кубового остатка при его средней температуре tхиср,

.

Конечная температура кубового остатка задана 45°С:

,

1.8.5 Кипятильник колонны

Тепловая нагрузка кипятильника колонны определялась ранее Q=5590,6 кВт, средняя разность температур в кипятильнике – разность между температурой греющего пара при Р=0,3МПа и температурой кипения кубового остатка:

При ориентировочно принятом значении коэффициента в кипятильнике к=1500 Вт(м3к) площадь поверхности теплообменника составит:

                              (1.62)

2. Конструктивный расчёт ректификационной колонны

2.1 Расчёт диаметров штуцеров, подбор фланцев

Рассчитаем диаметры основных штуцеров, через которые проходят известные по величине материальные  потоки, а именно: штуцер подачи  исходной смеси, штуцеры выхода паров из колонны, штуцер выхода кубового остатка.

Независимо от назначения штуцера его диаметр рассчитывают из уравнения расхода:

,                                (2.1)

где V – объёмный расход среды через штуцер, м3/с;  – скорость движения среды в штуцере, м/с;

;

Штуцер подачи исходной смеси

                                                    (2.2)

,

при

;

,

.

Принимая XF=1,5м/с, получим:

.

Стандартный размер трубы для изготовления штуцера по ГОСТ 9941-62, 70x3 (внутренний диаметр dвн=70-3·2=64мм).

Скорость движения питательной смеси в штуцере:

,                                                           (2.3)

.

Штуцер подачи флегмы:

 ,                                                        (2.4)

При

.

Принимаем XR=1,0м/с,

Тогда

Стандартный размер трубы для изготовления штуцера по ГОСТ 9941-62, 70x3 (внутренний диаметр dвн=70-3·2=64мм).

Скорость движения флегмы в штуцере:

                                     (2.5)

Штуцер выхода кубового остатка:

,                                                                (2.6)

При

плотность воды .

.

Принимаем XW=0,5м/с,

Тогда

.

Стандартный размер трубы для изготовления штуцера по ГОСТ 9941-62, 95x4 (внутренний диаметр dвн=95-4·2=87мм=0,087м)

Скорость движения кубового остатка в штуцере:

.

Штуцер выхода паров из колонны:

,                             (2.7)

.

Определяем среднюю плотность пара для верхней и нижней части колонны:

,                              (2.8)

.

Принимаем у=25 м/с.

.

Выбираем стальную электросварную прямошовную ГОСТ10704-81 630х16, внутренний диаметр которой равен dвн=630-16·2=598 мм. Следовательно, скорость паров в штуцере:

,                              (2.9)

Для всех штуцеров выбираем стандартные фланцы тип 1[9]. Для штуцера подачи исходной смеси и флегмы выбираем фланец (ГОСТ 1235-54) с основными размерами dв=72мм, D1=130мм, D=160мм, b=11мм, D2=110мм, h=3мм, d=12мм, n=8шт. Фланец штуцера кубового остатка dв=97мм, D1=160мм, D=195мм, b=22мм, D2=138мм, h=4мм, d=16мм, n=8шт. Фланец штуцера для выхода паров из колонны  dв=634мм, D1=740мм, D=770мм, b=11мм, d=24мм, n=20шт, (ГОСТ1255-54). Уплотнительный материал принимаем паронит марки ПОН (ГОСТ481-80).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8