Расчет ректификационной установки
МИНИСТЕРСТВО ПРОСВЕЩЕНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КУРСОВАЯ РАБОТА
по ПАХТ
Студентки 4 курса
группы ТФП
заочного отделения НФаУ
факультета промышленной фармации
Кайда Юлия Владимировна
Харьков 2008
Исходные данные
Разделяемая смесь: толуол - хлорбензол.
М (С6 Н5 СН3 ) = 12∙6 +5 + 12 +3 = 92 г/моль (легколетучий);
М (С6 Н5 Cl) = 12∙6 + 5 + 35∙5 = 112,5 г/моль (труднолетучий).
Производительность: 5500 т/ч.
Давление греющего пара в кубе 3 ат.
Давление в колоне 400 мм рт. ст.
Тип колонны: колпачковая.
= 30°С.
1. Цель и задачи расчёта
Целью 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 Х w , 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.
При выполнении курсового проекта необходимо провести:
материальный, гидравлический, тепловой расчёты ректификационной колонны;
материальный и тепловой расчёты дефлегматора, подогревателя исходной смеси и холодильников для охлаждения готовых продуктов разделения;
выбор питающего насоса по расходуемой энергии конденсатоотводчика;
определить размеры ёмкостей для исходной смеси дистиллята и кубовой жидкости.
2. Исходные данные к расчёту
Исходная смесь подаётся в колонну на питающую тарелку при температуре кипения на ней.
Рис.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.
3. Расчёт ректификационной колонны
Расчёт 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.
3.1 Расчёт материальных потоков
Материальные 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.
| наименование жидкости | средн. молекулярная масса, кг/моль | состав, моль. масс | расход, кг/с | |
| дистиллят | 93,7 | 0,917 | 0,9<
Оценок: 1000 (Средняя 5 из 5)
Наверняка у вас есть товары или услуги, продажа которых приносит вам максимальную прибыль. Для быстрого старта в сети вам необходимо создание посадочной страницы (одностраничного сайта), на которой будет размещена информация о маржинальных товарах/услугах интернет магазина. За 8 лет опыта разработки конверсионных страниц мы выработали оптимальную структуру, которая позволит привлекать через landing page больше продаж. На такую структуру «одевается» ваш контент — фирменный стиль, тексты, фотографии, уникальные торговые предложения, после чего страница выходит в свет. Разработка лендинга и запуск в сети — до 7 рабочих дней. Стоит отметить, что в разработку самой посадочной страницы входит и написание копирайтером продающих текстов для вашего бизнеса, чтобы каждый посетитель страницы захотел совершить покупку именно у вас. Результат: качественно разработаная продающая посадочная страница, которая готова приносить вам новых клиентов. © 2016 - 2022 BigEdu.ru
| |