Содержание.
Исходные данные: 3
1. Построение диаграмм x-y и x,y - t по равновесным данным. 5
Диаграмма 1 7
Диаграмма 2 7
9
2. Пересчет из абсолютных концентраций в мольные. 9
3. Расчет минимального флегмового числа. 9
4. Расчет рабочего флегмового числа. 10
5. Построение рабочей линии. 10
6. Расчет КПД тарелок. 10
8. Расчет потоков дистиллята и кубового остатка. 11
9. Расчет габаритов колонны 11
а) Расчет для верха колонны. 11
б) Расчет диаметра низа колонны. 12
10. Расчет высоты тарельчатой части. 12
13. Расход охлаждающей воды. 13
14. Поверхность теплообмена конденсатора. 13
Условие задачи.
Рассчитать тарельчатую ректификационную колонну непрерывного действия для разделения бинарной смеси метанол – этанол, подаваемой в колонну при температуре равной температуре кипения. Колонна работает под атмосферным давлением. Исходные данные: расход g1 = 4,2 кг/с, процентные массовые концентрации: исходной смеси a1 = 32%, дистиллята a2 = 95%, кубового остатка a0 = 2%, коэффициент избытка флегмы 4, давление греющего пара Pгр =1,5 ата, начальная температура охлаждающей смеси t’в = 18 0C.
Определить:
Реальное и теоретическое число тарелок в отгонной и укрепляющих частях;
Диаметр верха и низа колонны и высоту тарельчатой части;
Расход охлаждающей воды в конденсаторе (температурой воды на выходе из конденсатора задаться);
Рассчитать поверхность теплообмена конденсатора.
Схема ректификационной установки
Исходные данные:
g1= 4,2 кг/час;
ao= 1 %;
a1= 32 %;
a2= 95 %;
4
Pгр =1,5 ата
tв’= 18 oC;
K = 900
tв’’= 40 oC (задаемся);
Равновесные данные:
x% | 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
y% | 0 | 7,4 | 14,3 | 27,1 | 39,6 | 51,5 | 62,5 | 72,3 | 79,8 | 86,6 | 93,2 | 100 |
t oC | 78,3 | 77,2 | 76,5 | 75,0 | 73,6 | 72,2 | 70,8 | 69,4 | 68,2 | 66,9 | 65,9 | 64,5 |
1. Построение диаграмм x-y и x,y - t по равновесным данным.
Диаграмма 1
Диаграмма 2
2. Пересчет из абсолютных концентраций в мольные.
3. Расчет минимального флегмового числа.
4. Расчет рабочего флегмового числа.
5. Построение рабочей линии.
6. Расчет КПД тарелок.
(из диаграммы x,y – t).
Все данные берутся при t1:
[2, стр. 529, рис. V].
[2, стр.538-539, рис. XIV].
КПД находим по графику ([2, стр. 302, рис. 7-2]): = 0,49.
7. Определение числа тарелок.
8. Расчет потоков дистиллята и кубового остатка.
кг/с
кг/с
Проверка: W1 = П +W0 = 4,2
9. Расчет габаритов колонны
С – коэффициент, зависящий от конфигурации тарелок, С = f(h). Принимаем
h = 0,4 мм, тогда С = 0,044. [2, стр. 301].
а) Расчет для верха колонны.
T2 = 273,2 + t2
t2 находим по диаграмме x,y – t (смотрим по x2). t2 = 65,7 0C.
T2 = 273,2 + 65,7 = 338,9 K.
Справочные данные для верха колонны берутся для t2 = 56,3 0C. [2, табл. IV].
б) Расчет диаметра низа колонны.
t0 находим по диаграмме x,y – t (смотрим по x0). t0 = 78,0 0C.
T0 = 273,2 + 78,0 = 351,2 K.
Справочные данные для верха колонны берутся для t0 = 77,2 0C. [2, табл. IV].
Так как,
Далее смотрим каталог:
dв = 4,8 м
dн = 3,8 м
Выбираем диаметр колонны по большему, т.е. dк = 3,8 м.
10. Расчет высоты тарельчатой части.
11. Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе.
Значения удельных теплот конденсации ацетона и этанола берутся при t2 = 65,7 0C. [2, табл. XLV].
12 Расчет средней движущей силы теплопереноса.
13. Расход охлаждающей воды.
14. Поверхность теплообмена конденсатора.
Список литературы.
Рамм, Планковский. Справочник теплофизических свойстсв органических вещестсв.
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Издательство «Химия», 1981.
Лащинский А.А, Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Москва, 1980.
Другие работы по теме:
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 –
Оптимизация ХТП на различных уровнях иерархии
Оптимизация на первом уровне иерархии Напомним, что на первом уровне иерархии, который условно можно назвать молекулярно-атомарным, определяются базисные физико-химические свойства подвергаемой разделению смеси. Цель функционирования на первом уровне иерархии получение качественной полной модели фазового равновесия в рассматриваемой поступившей на разделение многокомпонентной смеси.
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.
Некоторые способы получения спиртов
Виды спиртов, их применение, физические свойства (кипение и растворимость в воде). Ассоциаты спиртов и их строение. Способы получения спиртов: гидрогенизация окиси углерода, ферментация, брожение, гидратация алкенов, оксимеркурирование-демеркурирование.
Возможная схема этапов оптимизации ХТС
Анализ задачи оптимизации. Выбор оптимизирующих или управляемых переменных и анализ их влияния на критерий оптимизации. Математические модели ХТС. Оптимизация элементов схемы и схемы ректификационного разделения. Оптимизация на первом уровне иерархии.
Влияние вида катализатора на параметры синтеза метанола
Отличие условий синтеза метанола от условий синтеза высших спиртов. Стадии процесса и их тепловой эффект. Влияние вида катализатора на параметры, скорость и глубину процесса. Синтез метанола на цинк-хромовом катализаторе. Схемы синтеза метанола.
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.
Спирты 2
Альтернативное название спиртов – алкоголи, однако, оно вряд ли дает исчерпывающую характеристику всему этому классу веществ, несмотря на то, что этиловый спирт, действительно, входит в состав всех алкогольных напитков.
Отбензинивание
1 Назначение технологического объекта Узел ректификация бензольной фракции предназначен для отделения бензол-толуольной фракции от тяжелых углеводородов, продуктов побочных реакций гидропереработки.
Процесс компаундирования нефтепродуктов
Характеристика нефтепродуктов - смеси углеводородов и их производных, а также индивидуальных химических соединений, получаемых при переработке нефти. Особенности этапов промышленного производства (процесс компаундирования) товарных продуктов из нефти.
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
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 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
Производство этанола методом сернокислотной гидратации
Особенности технологии производства этанола методом сернокислотной гидратации. Составление материального баланса процесса. Произведение расчета показателей пропускной способности установки, конверсии этилена и коэффициентов выхода на поданное сырье.
Методы выделения антибиотиков
Характеристика хроматографических методов идентификации антибиотиков и их отнесения к той или иной группе антибактериальных препаратов. Анализ исследований ученых мира в сфере выявления и классификации антибиотиков в различных медицинских препаратов.
ГИА химия 2010 кодификатор
Государственная (итоговая) аттестация 2010 года (в новой форме) по ХИМИИ обучающихся, освоивших основные общеобразовательные программы Кодификатор
ГИА химия 2009 кодификатор
Государственная (итоговая) аттестация выпускников IX классов общеобразовательных учреждений 2009 г. (в новой форме) по ХИМИИ Кодификатор элементов содержания по химии
Метанол
История развития отечественного промышленного синтеза метанола. Способы получения метилового спирта. Синтетический способ получения метанола из окиси углерода и водорода.
Спирти
Кожний з нас чув слово «спирт» і в принципі знає, що воно означає. А ось хімічне трактування спиртів: « це органічні сполуки, в молекулах яких міститься одна або декілька гідроксильных груп, сполучених з вуглеводневим радикалом».