курсовик 0906. Расчет ретификационной установки
 Скачать 4.99 Mb.
|
|
КУРСОВАЯ РАБОТА ТЕМА: РАСЧЕТ РЕТИФИКАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ ВАРИАНТ 21АТ.13.1 Студента: Пачуков Ю.В. Группы: АТПЗс-191 2022 г. Исходные данныеРазделяемая смесь: «метанол-вода». Производительность колонны по кубовому остатку V кг/ч: 750; в питании Xм =32; в кубовом остатке Xк =2; в дистилляте, XD =80; Тип тарелок в колонне: ситчатый. Давление греющего пара в МПа 0,21. Температура воды поступающей в дефлегматор: 16. Тип кубового подогревателя: спиральный. Давление в колоне 400 мм рт. ст. 1. Цель и задачи расчётаЦелью расчёта ректификационной установки непрерывного действия является определение основных размеров оборудования, входящего в технологическую схему установки, размеров внутренних устройств ректификационного аппарата, мат. потоков и затрат тепла. При этом следует помнить, что ректификация представляет собой процесс разделения жидких смесей на компоненты, при котором происходит переход вещества из жидкой фазы в паровую и наоборот. В большинстве случаев ректификация осуществляется в противоточных колоннах с контактными элементами. Принципиальная схема ректификационной установки представлена на рисунке 1. Исходная смесь из промежуточной ёмкости 1 центробежным насосом 2 подаётся в теплообменник 3, где подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную колону 5 на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси Хƒ. Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, который образуется при кипении кубовой жидкости в кипятильнике 4. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка Хw, т.е. обеднён легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкости (флегмиат) состава Хр, которая получается в дефлегматоре 6 путём конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выходит из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дистиллятора, который охлаждается в теплообменнике 7 и направляется в промежуточную ёмкость 8. Из кубовой части колонны насосом 11 непрерывно выводится кубовая жидкость - продукт, обогащённый труднолетучим компонентом, который охлаждается в теплообменнике 9 и направляется в ёмкость 10. Таким образом, в ректификационной колонне происходит непрерывный неравновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят с высоким содержанием легколетучего компонента и кубовый остаток, обогащённый труднолетучим компонентом.  Р  ис.1. Принципиальная схема ректификационной установки непрерывного действия:1 - ёмкость для исходной смеси; 2, 11 - насосы; 3 - теплообменник-подогреватель; 4 - кипятильник; 5 - ректификационная колонна; 6 - дефлегматор; 7 - холодильник дистиллята; 8 - ёмкость для сбора дистиллята; 9 - холодильник кубовой жидкости; 10 - ёмкость для кубовой жидкости. 1. Расчёт ректификационной колонныРасчёт ректификационной колонны сводится к определению основных геометрических размеров - диаметра и высоты. Обе эти величины определяются нагрузкой по пару и жидкости, типом контактного устройства, физическими свойствами взаимодействующих фаз. Расчёт материальных потоковМатериальные расчёты процесса ректификации в основном выполняются в мольных количествах. Если заданы концентрации летучего компонента в массовых долях или процентах, перевод в мольные доли или проценты осуществляется по зависимостям:   Расчёт средних молекулярных масс дистиллята, исходной смеси и кубового остатка производится по формулам:  или  , где Мср - средняя молекулярная масса потока, кг/моль; Х - мольная концентрация компонента, моль. доли;  - массовая концентрация компонента, масс. доли. Для расчёта материальных потоков составляем уравнения материального баланса для всего количества смеси (3.1) и летучего компонента (3.7):  где  - массовый расход дистиллята, исходной смеси, кубового остатка, кг/с.
Полученные расходы, концентрации, давления и температуры наносят на технологическую схему. | ||||||||||||||||||||