- •Введение:
- •Исходные данные
- •Расчетная часть
- •Построение зависимости давления насыщенных паров от температуры, кривых изобар пара, жидкости и энтальпильной диаграммы.
- •Построение зависимости давления насыщенных паров от температуры.
- •Построение х-у диаграммы, кривых изобар пара и жидкости.
- •Построение энтальпильной диаграммы
- •Расчет однократного испарения.
- •Расчет и .
- •Расчет материального баланса рк по дистилляту d.
- •Расчет материального баланса рк по остатку w.
- •Покомпонентный расчет материального баланса рк.
- •Проверка материального баланса
- •Расчет теплового баланса колонны.
- •Расчет режима полного орошения.
- •Расчет числа теоретических тарелок на х-у и комбинированной диаграмме
- •Расчет числа теоретических тарелок на х-у диаграмме
- •Расчет числа теоретических тарелок на комбинированной диаграмме
- •Результаты
- •Расчет профиля концентраций и нагрузок по высоте колонны
- •Расчет флегмового и парового числа
- •Расчет профиля нагрузок по высоте колонны
- •Расчет фактического числа тарелок
- •Расчет диаметра ректификационной колонны
- •Расчет высоты ректификационной колонны
- •Расчет конденсатора-холодильника
- •Расчет поверхности конденсатора-холодильника
- •Расчет расхода воды
- •Расчет кипятильника
- •Расчет расхода пара
- •Расчет диаметров штуцеров ректификационной колонны
- •Расчет штуцеров вывода паров дистиллята и орошения
- •Расчет диаметра штуцера ввода холодного орошения
- •Расчет штуцеров для ввода сырья в колонну
- •Расчет штуцера ввода паров из кипятильника
- •Расчет штуцера вывода жидкости из колонны
- •Графическая схема ректификационной колонны
- •Заключение
- •Список использованной литературы
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра нефтехимии и химической технологии
Домашнее задание по дисциплине:
Процессы и аппараты химической технологии
РАСЧЕТ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ ДЛЯ
РАЗДЕЛЕНИЯ БИНАРНОЙ СМЕСИ БЕНЗОЛ – ТОЛУОЛ
Вариант 12
Выполнил: ст. гр. ТК-05-01
Р.И. Масалимов
Проверил: доцент кафедры НХТ
С.К. Чуракова
Уфа 2008
Содержание
Введение
Исходные данные для расчета
Расчетная часть
Построение диаграмм: зависимости давления насыщенных паров от температуры; изобары; энтальпийная диаграмма; х-у
Расчет однократного испарения бинарной смеси
Расчет материального баланса ректификационной колонны
Расчет теплового баланса ректификационной колонны
Расчет режима полного орошения.
Расчет числа теоретических тарелок на комбинированной и х-у диаграмме
Расчет профиля концентраций и нагрузок по высоте колонны
Расчет фактического числа тарелок
Расчет диаметра колонны
Расчет высоты ректификационной колонны
Расчет конденсатора – холодильника
Расчет кипятильника
Расчет диаметров штуцеров
Графическая схема колонны
Заключение
Список использованной литературы
Введение:
Ректификация – диффузионный процесс разделения жидких смесей, компоненты которых различаются по температурам кипения, осуществляемый путем противоточного, многократного контактирование неравновесных паров и жидкости.
Образованные в результате контакта паровая и жидкая фазы будут отличаться по составу от вступивших в контакт встречных неравновесных потоков паровой и жидкой фаз. В итоге такого контакта пар обогатится низкокипящим компонентом, а жидкость – высококипящим. Если исходные пары и жидкость находились при одинаковом давлении, то для обеспечения этих условий требуется, чтобы температура вступающей в контакт жидкости была, ниже температуры паров. После контактирования температуры пара и жидкости выравниваются, так как система стремится к состоянию равновесия.
Производя многократное контактирование неравновесных потоков паровой и жидкой фаз, направляя после каждой ступени пары на смешение с жидкостью, более богатой НКК по сравнению с равновесной с этими парами жидкостью, а жидкость на контакт с парами, более бедными НКК, можно изменить составы фаз желаемым образом.
Подобное контактирование фаз по схеме противотока осуществляется в специальных аппаратах – ректификационных колоннах, заполненных контактными устройствами (насадки, тарелки).
Расчет ректификационной колонны сводится к определению ее основных геометрических размеров – диаметра и высоты. Оба параметра определяются гидродинамическим режимом работы колонны, который, в свою очередь, зависит от скоростей и физических свойств взаимодействующих фаз, а также от типа контактного устройства.
Исходные данные
-
Бинарная смесь: бензол-толуол
Давление верха колонные, ата
1.500
Мольная доля бензола в сырье
0.410
Мольная доля бензола в дистилляте
0.980
Мольная доля бензола в остатке
0.029
Мольная доля отгона
0.48
Коэффициент избытка подвода-отъма тепла
1.35
Расход сырья, т/ч
17.0
Расчетная часть
Построение зависимости давления насыщенных паров от температуры, кривых изобар пара, жидкости и энтальпильной диаграммы.
Построение зависимости давления насыщенных паров от температуры.
Для построения кривых изобар необходимо определить крайние точки кривых, т. е. температуры кипения HKK и ВКК при заданном давлении в колонне .
Уравнение Антуана:
где давление насыщенных паров;
- константы Антуана;
Представим эту формулу в следующем виде (1) и рассчитаем , . Коэффициенты подберём из таблицы 1.
Таблица 1 – значения М для бензола и толуола.
|
A |
B |
C |
|
M |
Бензол(1) |
4.03129 |
1214,65 |
221,205 |
0,8790 |
78 |
Толуол(2) |
4.07427 |
1345,09 |
219,516 |
0,8669 |
92 |
Бензол
Толуол
Полученный интервал температур кипения разбиваем на 6 примерно равных интервалов, и при данных температурах рассчитываются давления насыщенных паров компонентов P1 и Р2 по следующему уравнению:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
По этим точкам строим график зависимости давления насыщенных паров от температуры.