- •Кафедра процессов и аппаратов Пояснительная записка
- •«Расчет ректификационной установки».
- •Оглавление:
- •Введение
- •Описание технологической схемы установки
- •Описание процесса
- •Основные физико-химические свойства перерабатываемых веществ и получаемых продуктов
- •Технологический расчет
- •Расчет диаметра тарельчатой ректификационной колонны
- •Пересчет концентраций
- •Материальный баланс колонны.
- •Расчет минимального флегмового числа
- •Расчет условно–оптимального флегмового числа
- •Расчет мольной массы жидкости в верхней и нижней частях колонны.
- •Мольная масса исходной смеси:
- •Расчет скорости пара и диаметра колонны
- •Определение действительного числа тарелок и высоты колонны
- •Расчет высоты светлого слоя жидкости и паросодержания барботажного слоя.
- •Расчет коэффициента молекулярной диффузии распределяемого компонента в жидкости и паре.
- •Расчет коэффициента массоотдачи.
Описание процесса
Исходную из промежуточной емкости 1 центробежным насосом 2 подают в холодильник кубовой жидкости 4, где она подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную колонну 6 на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси хF .
Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильник 5.
Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка хw, т.е. обеднен легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой) состав хр, получаемой в дефлегматоре 7 путем конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения-дистиллята, который охлаждается в теплообменнике 8 и направляется в промежуточную емкость 9 .
Из кубовой части колонны насосом 3 непрерывно выводится кубовая жидкость-продукт, обогащенный труднолетучим компонентом, который охлаждается в теплообменнике 4 и направляется в емкость 10.
Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный равновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят (с высоким содержанием легколетучего компонента-хлороформа) и кубовый остаток (обогащенный труднолетучим компонентом – этанолом).
Основные физико-химические свойства перерабатываемых веществ и получаемых продуктов
|
Четыреххлористый углерод |
Толуол |
Химическая формула |
CCl4 |
С7H8 |
Температура кипения при давлении 1 ата, оС |
110,62 |
76,8 |
Молекулярная масса, г/моль |
153,84 |
92,14 |
|
[ 3, стр. 541, табл.. XLI
Плотности веществ при различной температуре.
Вещество |
Плотность кг/м3 | |||||||
|
-20 оС |
0 оС |
20 оС |
40 оС |
60 оС |
80 оС |
100 оС |
120 оС |
CCl4 |
1670 |
1633 |
1594 |
1556 |
1517 |
1471 |
1434 |
1390 |
С7H8 |
902 |
884 |
866 |
847 |
828 |
808 |
788 |
766 |
[ 3, стр. 512, табл. IV ]
Динамические коэффициенты вязкости жидких веществ при различной температуре.
Вещество |
Динамический коэффициент вязкости, мПас (сП) | |||||||||
|
0 оС |
10 оС |
20 оС |
30 оС |
40 оС |
50 оС |
60 оС |
80 оС |
100 оС |
120 оС |
CCl4 |
1,35 |
1,13 |
0,97 |
0,84 |
0,74 |
0,65 |
0,59 |
0,472 |
0,387 |
0,323 |
С7H8 |
0,768 |
0,667 |
0,586 |
0,522 |
0,466 |
0,42 |
0,381 |
0,319 |
0,271 |
0,231 |
[ 3. стр. 516, табл. IX ]
Поверхностное натяжение жидких веществ при различной температуре
Вещество |
Поверхностное натяжение 108 Н/м | ||||||
|
0 оС |
20 оС |
40 оС |
60 оС |
80 о С |
100 оС |
120 оС |
CCl4 |
29,5 |
26,9 |
24,5 |
22 |
19,6 |
17,3 |
15,1 |
С7H8 |
30,7 |
28,5 |
26,2 |
23,8 |
21,8 |
19,8 |
18 |
[ 3. стр. 527, табл. XXIV ]
Удельная теплота парообразования (кДж/кг).
Вещество |
Удельная теплота парообразования (кДж/кг) | |||
|
0 оС |
20 оС |
60 оС |
100 оС |
CCl4 |
218,3 |
213,7 |
201,9 |
185,6 |
С7H8 |
407,7 |
388,8 |
368,7 |
344 |
[ 3. стр. 541, табл. XLV ]
Равновесные составы жидкости и пара для системы хлороформ-этанол при Р = 760 мм рт. ст.
|
Мольная доля хлороформа |
Температура кипения смеси, оC | ||||
|
в жидкости |
в паре | ||||
4,71 |
10,05 |
109,04 | ||||
8,00 |
16,50 |
107,41 | ||||
9,62 |
19,08 |
106,50 | ||||
10,45 |
21,42 |
105,50 | ||||
13,62 |
28,22 |
105,00 | ||||
14,42 |
29,60 |
104,52 | ||||
17,23 |
32,25 |
102,39 | ||||
20,50 |
37,41 |
99,96 | ||||
25,68 |
46,85 |
99,75 | ||||
26,25 |
47,65 |
98,72 | ||||
28,9 |
49,82 |
98,60 | ||||
29,25 |
50,40 |
97,48 | ||||
32,65 |
53,98 |
95,54 | ||||
38,2 |
59,25 |
95,17 | ||||
38,45 |
60,00 |
94,89 | ||||
39,4 |
60,45 |
94,58 | ||||
41,68 |
62,82 |
93,55 | ||||
42,28 |
64,28 |
91,96 | ||||
45,00 |
66,59 |
91,85 | ||||
48,25 |
69,65 |
90,86 | ||||
49,82 |
71,10 |
88,97 | ||||
55,19 |
75,52 |
87,45 | ||||
58,80 |
78,10 |
87,20 | ||||
60,10 |
78,78 |
86,04 | ||||
63,58 |
80,52 |
85,56 | ||||
65,59 |
81,80 |
84,86 | ||||
68,19 |
84,00 |
83,95 | ||||
71,92 |
86,90 |
82,92 | ||||
75,58 |
87,65 |
81,95 | ||||
78,5 |
89,85 |
81,22 | ||||
80,78 |
90,50 |
80,74 | ||||
83,00 |
91,80 |
79,95 | ||||
83,67 |
91,85 |
79,43 | ||||
87,90 |
93,40 |
79,2 | ||||
90,50 |
95,60 |
77,95 | ||||
94,70 |
98,10 |
77,43 | ||||
97,94 |
99,21 |
77,03 | ||||
99,50 |
99,70 |
77,00 |