- •Курсовой проект по процессам и аппаратам химической технологии:
- •Оглавление
- •Задание по курсовому проектированию
- •Подбор материалов
- •Материальный баланс колонны
- •Расчет рабочего флегмового числа
- •Средние нагрузки по жидкости и пару отдельно для верхней и нижней части колонны.
- •Средние массовые потоки пара в верхней Gв и нижней Gн частях колонны:
- •6. Расчёт высоты колонны
- •6.1 Высота светлого слоя жидкости
- •6.2 Коэффициенты массопередачи и высота колонны
- •6. 3. Расчёт высоты сепарационного пространства :
- •6. 4. Расчёт кинетической кривой :
- •7. Гидравлическое сопротивление тарелок колонны
- •4. Расчет теплообменников
- •4.1. Тепловой расчёт подогревателя исходной смеси
Средние нагрузки по жидкости и пару отдельно для верхней и нижней части колонны.
Средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны:
где:
М бензола и М хлороформа массы бензола и хлороформа соответственно
Х ср.в и Х ср.н –средний мольный состав жидкости в верхней и нижней частях колонны.
Определим средние массовые расходы жидкости для верхней и нижней части колонны из соотношений:
где:
MP и MF – мольные массы дистиллята и исходной смеси;
MВ и MН – средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны;
Средние массовые расходы по жидкости:
Lв=1,88
Lн=2, 21
Средние массовые потоки пара в верхней Gв и нижней Gн частях колонны:
М’в и М’н средние мольные массы паров в верхней и нижней частях колонны.
где:
Средние массовые потоки в верхней Gв и нижней Gн частях колонны соответственно равны:
Средние массовые расходы по пару:
Gв=2,22
Gн=3,4
Средние температуры пара и жидкости (по t–x,yдиаграмме):
При yсрв=0,7175tсрв= 73,5Co
При yсрн=0,225tсрн= 78,5Co
При xсрв=0,65tсрв= 72Co
При xсрн=0,16tсрн= 79,2Co
Средние плотности пара рассчитываются по формуле:
В верхней части колонны
В нижней части колонны
Плотности жидкости в колонне определяется по формуле:
Плотности жидкости в верхней части колонны
Плотности жидкости в нижней части колонны
Расчет диаметра колонны.
Температура |
72 °С |
79,2 °С |
μ (хлороформ )*103 ,Па*с |
0,366 |
0,378 |
μ (бензол)*103,Па*с |
0,345 |
0,319 |
lg ( μ (хлороформ) ) |
-3,436 |
-3,422 |
lg (μ (бензол)) |
-3,462 |
-3,496 |
lg (μ (смесь )) |
-3,445 |
-3,484 |
μ (смесь ) *103,Па*с |
0,359 |
0,328 |
Для ситчатых тарелок:
м/с;
Для клапанных тарелок:;
G= 0.04 кг;S0= 0.785*0.042м2; ξ = 3 (ГОСТ 16452-79)
Fc– свободное сечение;Fc= 1,5 м2(средняя величина из технической характеристики тарелок типа ТКП, однопоточных);
Для колпачковых тарелок:;
где dк= 0,08 м;hк=h–H1 = 0.4 м (ориентировочный расчет);
Объемный расход пара, проходящего через колонну:
Средняя молярная масса дистиллята:
;
Диаметр колонныопределяем из уравнения расхода:
Тип тарелок |
Gп, м3/с |
ρy, кг/м3 |
ω, м/с |
d, м |
Ситчатые |
0,168 |
4,79 |
0,721 |
0,249 |
Клапанные |
0,168 |
4,79 |
1,152 |
0,197 |
Колпачковые |
0,168 |
4,79 |
0,762 |
0,241 |
Наименьший диаметр колонны получается при использовании клапанных тарелок. Но диаметры стандартных тарелок (по ГОСТ) во всех случаях необходимо выбрать 0,4 м, поэтому лучше использовать ситчатые тарелки, так как они проще в аппаратурном оформлении, монтаже и ремонте, что позволяет снизить себестоимость колонны.
Выбираем стандартный размер обечайки колонны d= 0,4 м.
По каталогу для колонны диаметром 400 мм выбираем ситчатую тарелку типа ТС (ОСТ 26-805-73).По каталогу для колонны диаметром 400 мм выбираем ситчатую тарелку типа ТС-Р (ОСТ 26-805-73).
Технические характеристики тарелки ТС
Диаметр колонны D, мм |
400 |
Свободное сечение колонны, м2 |
0,126 |
Тип тарелки |
ТС |
Рабочее сечение тарелки |
0,054 |
Диаметр отверстия d, мм |
8 |
Шаг между отверстиями t, мм |
16 |
Относительное свободное сечение тарелки Fc, % |
14,1 |
Высота перелива, hпер, мм |
40 |
Сечение перелива, м2 |
0,004 |
Относительная площадь перелива, % |
3,81 |
Периметр слива Lc, м |
0,302 |
Масса, кг |
8,2 |
Скорость пара в рабочем сечении тарелки: