Московская
государственная академия тонкой химической технологии
им. М.В
Ломоносова
Кафедра ПАХТ
Расчет
ректификационной установки
Студент
группы ХТ-301
Нуколов В.Ю.
Преподаватель:
Сайфулин Д.М.
Москва 2002
Схема
ректификационной установки непрерывного действия
Исходные данные:
Ацетон-Метанол
Ацетон – легко кипящий
компонент (ЛКК)
Метанол – тяжело кипящий
компонент (ТКК)
W1 = 8000 (кг/час)
а1 = 36.0
(%вес)
а0 = 5.0
(%вес)
а2 = 85 (%вес)
Pгп = 3.0 (ата)
tн = t1
Ma = 58 (г/моль)
Mв = 32 (г/моль)
Материальный
баланс процесса
Перевод
весовых концентраций в мольные:
X1
= (а1/Ma)/(a1/Ma)+(1-a1/Mв) = 0.24 мд = 24 (% мольн)
X0
= (а0/Ma)/(a0/Ma)+(1-a0/Mв) = 0.028 мд = 2.8 (% мольн)
X2 =
(а2/Ma)/(a2/Ma)+(1-a2/Mв) = 0.76 мд = 76 (% мольн)
W1=
W0 + П
W1*X1
= W0*X0 + П*X2
1/M1=a1/Ma
+ (1-a1)/Mв = 0.0262 => М1 = 38.17 г/моль
W1[кг/час] = 2.2[кг/сек]
W1[кмоль/сек] = W1[кг/сек]/M1 = 0.058 кмоль/сек
W0 = W1*(X2-X1)/(X2-X0) = 0.041 кмоль/сек
П =W1*(X1-X0/X2-X0) = 0.017 кмоль.сек
Проверка
баланса:
W1 = W0 + П = 0.058 кмоль/сек => баланс
сошелся
Построение
рабочих линий процесса
x |
0 |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
- |
y |
0 |
10,2 |
18,6 |
32 |
42,8 |
51,3 |
58,6 |
65,6 |
72,5 |
80 |
- |
100 |
80 |
t |
64,5 |
63,6 |
62,5 |
60 |
58,7 |
57,6 |
56,7 |
56 |
55,3 |
55,05 |
- |
56,1 |
55,03 |
y = y2/(R + 1)
+ R/(R + 1) * x (R = W/П)
y = y2/(R + 1)
+ R/(R + 1) * x y = y2/(R + 1) + R/(R + 1) * x
y = x (I) x = 0 (II)
Решив системы (I) и (II) получим:
x = y2
b = y2/(R
+ 1)
Rmin = (y2
– y1)/(y1 –x1) = 3 => R = 1.3 * Rmin + 0.3
= 4.2 => b = 0.15
Определение
числа теоретических тарелок в укрепляющей и отгонной колоннах
Nтеор(у.к) = 18
Nтеор(о.к) = 7
Определение
числа действительных тарелок
Xср = (X1 + X2)/2 =
0.5 мд
=> Yср = 0.58 мд
=> tср = 56 0С
ср(у.к) = (Yср – (Yср * Xср))/(Xср –(Yср * Xср)) = 1.38
tср = 56 0С => (ПРН)
=> ацет = 0.236 сП ; мет = 0.385 сП
см = (ацет ^ Xср) * (мет ^ (1-Xср)) = 0.3 сП
[ср(у.к) * см] =
0.414
т(у.к) = 0.51 – 0.325 * Lg[ср(у.к) * см] = 0.63
Nдейств(у.к) = Nтеор(у.к)/ т(у.к) = 28.6 принимаем 29
Xср = (X0 + X1)/2 = 0.134 мд
=> Yср = 0.24 мд
=> tср =61 0С
ср(о.к) = (Yср – (Yср * Xср))/(Xср –(Yср * Xср)) = 2.08
tср = 61 0С => (ПРН)
=> ацет = 0.23 сП ; мет = 0.351 сП
см = (ацет ^ Xср) * (мет ^ (1-Xср)) = 0.33 сП
[ср(о.к) * см] =
0.69
т(о.к) = 0.51 – 0.325 * Lg[ср(о.к) * см] = 0.56
Nдейств(о.к) = Nтеор(о.к)/ т(о.к) = 12.5 принимаем 13
Определение
диаметра колонны
Д = П(R + 1) = 0.088 кмоль/сек
Д * 22.4 *((273 + t2)/273) * 1/Pраб = (ПDк^2)/4 * Wп
Y2 = X2 => t2= 550C
Wп = 0.059SQR(ж/п * hт) hт =
0.4м
1/ж = a2/ацет + (1
– а2)/мет = 1.24
* 10^(-3)
ж = 808 кг/м3
п = P/RT = 2.2 кг/м3
Wп = 0.72 м/сек
Dк(в) = 2.05 м
Д * 22.4 *((273 + t2)/273) * 1/Pраб = (ПDк^2)/4 * Wп
t0= 64.20C
Wп = 0.059SQR(ж/п * hт) hт =
0.4м
1/ж = a0/ацет + (1
– а0)/мет = 1.25
* 10^(-3)
ж = 800 кг/м3
п = P/RT = 1.18 кг/м3
Wп = 0.97 м/сек
Dк(н) = 1.79 м
Dк(в) = 2.05 м
Dк(н) = 1.79 м => Dк = 2050мм
Hраб = (Nдейств – 1) * hт = 16.4
м
Тепловой
баланс колонны
Qрект + W1q1 + Wq2
=Дi2 + W0q0
Д = П(R + 1) W = ПR i2
= q2 + r2
Qрект = ПR r2 + Пi2 + W0 q0 –W1q1
t0 = 64.20C => Cацет
= 0.56 * 4.19 * 58 = 136.1 кДж/кмоль К
Смет = 0.65 * 4.19 * 32
= 87.2 кДж/кмоль К
С0 = Cацет * X0 + Смет * (1- X0) = 88.6 кДж/кмоль К
q0
= C0 * t0 = 5688.12 кДж/кмоль
r2 = rацет
* y2 + rмет(1 – y2)
t2 = 55 0C => rацет
= 519.6 кДж/кг
rмет = 1110.4 кДж/кг
r2 = 31431.8 кДж/кмол
С1 = Сацет * Х1
+ Смет (1 – Х1) = 98. 9 кДж/кмоль К
С2 = Сацет * Х2
+ Смет (1 – Х2) = 124. 4 кДж/кмоль К
i2 = q2 + r2 = C2 * t2 + r2
= 38273.8
q1 = C1 * t1 = 5835.1 кДж/кмоль К
Qрект = 2790 кДж/сек
Qконд = Д * r2 = П * (R +1)
* r2 = 2778.57 кДж/сек
Проверяем: Qрект = Qконд верно
Поверхность
кубового кипятильника
Pгп = 3 ата => tгп = 132.90C
t0 = 64.20C
t = tгп - t0 = 68.70C
Fкуба = Qрект/Куба*t= 36.9 м2
Dгп = 1.05* Qрект/r гп =
1.35
Конденсатор
Gводы = Qконд / (Своды * (tв’’ – tв’)) = 33.16 кг/сек
t = (1
-2)/ Ln(1/2) = 33.9 0C
F = Qконд / Kконд * t = 117м2
Другие работы по теме:
Полный расчет ректификационной колонны
Расчет ректификационной насадочной колонны для разделения бинарной смеси: "ацетон-четыреххлористый углерод" при атмосферном давлении, с насыпной насадкой из стальных колец Рашига. Подробный и ориентировочный расчеты дефлегматора и теплообменников.
Расчет стоимости ректификационной установки
Сущность процесса разделения многокомпонентной смеси, включающей в себя пропан, n–бутан, n–пентан, n–гексан и составление материального баланса. Выбор аппаратов и расчет параметров и стоимости технологического оборудования ректификационной установки.
Расчет ректификации смеси метанол – этанол
Схема ректификационной установки. Построение диаграмм по равновесным данным. Расчет минимального флегмового числа. Построение рабочей линии. Определение числа тарелок. Расчет потоков дистиллята и кубового остатка. Расход охлаждающей воды и тепла.
Насичені одноатомні спирти
Опорний конспект з хімії на тему: “Насичені одноатомні спирти” Виконав: учень 11-А класу середеньої школи № 96 Коркуна Дмитро Насичені одноатомні спирти –
Расчет ректификации смеси метанол этанол
Содержание. Исходные данные: 3 1. Построение диаграмм x-y и x,y - t по равновесным данным. 5 Диаграмма 1 7 Диаграмма 2 7 2. Пересчет из абсолютных концентраций в мольные. 9
Расчет стоимости ректификационной установки
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет"
Краткая классификация специальных методов ректификационного разделения
В основе использования специальных методов ректификации лежит принцип перераспределения полей концентраций (ПППК). Этот принцип основывается на некоторой совокупности технологических приемов, с помощью которых состав исходной смеси можно перевести из одной области ректификации в другую. Например, изменение давления в системе приводит к изменению (количественному или качественному) топологии концентрационного пространства.
Насичені одноатомні спирти
Опорний конспект з хімії на тему: “ Насичені одноатомні спирти” Виконав: учень 11-А класу середеньої школи № 96 Коркуна Дмитро Насичені одноатомні спирти –
Ректификация
Введение Ректификация - массообменный процесс, который осуществляется в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (насадки, тарелки). В процессе ректификации происходит непрерывный обмен между жидкой и паровой фазой. Жидкая фаза обогащается более высококипящим компонентом, а паровая фаза - более низкокипящим.
Отбензинивание
1 Назначение технологического объекта Узел ректификация бензольной фракции предназначен для отделения бензол-толуольной фракции от тяжелых углеводородов, продуктов побочных реакций гидропереработки.
Ректификационная установка непрерывного действия для разделения смеси ацетон-бензол
Введение Ректификация – массообменный процесс, который осуществляется в большинстве случаев в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (насадки, тарелки), аналогичными используемым в процессе абсорбции. Поэтому методы подхода к расчету и проектированию ректификационных и абсорбционных установок имеют много общего.
Расчёт комплекса из двух ректификационных колонн
Расчет комплекса для разделения трёхкомпонентной смеси из двух ректификационных колонн. Схемы разделения смеси метилформиат-метилацетат-пропилформиат. Графики зависимости величины тепловой нагрузки на конденсатор и флегмового числа от количества тарелок.
Подбор состава тяжелого бетона
Водоцементное отношение После преобразования относительно В/Ц эта формула примет вид: А=0,55 - для материалов пониженного качества Расход воды на 1 м
Расчет конструкций рабочей площадки
Оглавление Компоновка рабочей площадки Выбор материалов для конструкций и соединений Нагрузки на рабочую площадку Расчетная ячейка рабочей площадки
Синтез многоконтурной АСР абсорбционной установки
Автоматизация тепловых процессов. Схема многоконтурного регулирования процесса абсорбции. Стабилизация рабочей линии. Материальный баланс отгонной части колонны. Регулирование состава дистиллята с учетом изменения расхода и состава исходной смеси.
Подбор сечения нижней части колонны
Практический конструкторский расчет подбора сечения нижней части колонны: проверка устойчивости ветвей и расчет решетки подкрановой колоны. Проверка устойчивости колонны в плоскости действия момента как единого стержня и конструирование узла сопряжения.
Расчёт ректификационной колонны непрерывного действия
Понятие и технологическая схема процесса ректификации, назначение ректификационных колонн. Расчет ректификационной колонны непрерывного действия для разделения смеси бензол-толуол с определением основных геометрических размеров колонного аппарата.
Расчет ректификационной установки
Материальный и тепловой расчеты ректификационной колонны непрерывного действия, дефлегматора, подогревателя исходной смеси и холодильников для охлаждения готовых продуктов разделения. Выбор питающего насоса по расходуемой энергии конденсатоотводчика.
Расчет ректификационной колонны
Ректификационная колонна непрерывного действия с ситчатыми тарелками, расчет материального баланса. Дистиллят, кубовый остаток и мольный расход питания. Гидравлический расчет тарелок. Число тарелок и высота колонны. Длина пути жидкости на тарелке.
Многоконтурные системы регулирования
Структурная схема двухконтурной каскадной системы. Выбор типов стабилизирующего и корректирующего регуляторов каскадных АСР, определение оптимальных значений их настроечных параметров. Комбинированные АСР с комбинированным принципом регулирования.