«Расчет тарельчатой ректификационной колонны непрерывного действия для разделения бинарных смесей.»



Дата02.12.2019
Размер0.57 Mb.
Название файлаПАХТ ДЗ2.docx
Учебное заведениеМИРЭА - Российский технологический университет












МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«МИРЭА - Российский технологический университет»

РТУ МИРЭА

Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

Кафедра процессов и аппаратов химической технологии





















Домашняя работа на тему:

«Расчет тарельчатой ректификационной колонны непрерывного действия для разделения бинарных смесей.»
Вариант № 14












































Выполнила: Захарова Л.А.

Группа: ХЕБО-03-16

Проверила: Кузнецова Н.А.



Условие

Рассчитать процесс непрерывной ректификации бинарной смеси, поступающей в количестве W1 с концентрацией a1 . Необходимо получить продукт с концентрацией a2 и кубовый остаток с концентрацией a0 . Коэффициент избытка флегмы σ. К.П.Д. тарелки η=0,65. Давление греющего пара, обогревающего куб колонны PГП.



Определить

1) Число действительных и теоретических тарелок ;

2) Диаметр колонны ;

3) Расходы тепла и греющего пара в кубе, охлаждающей воды в конденсаторе;

4) Поверхность теплообмена конденсатора и подобрать его по нормам ;

Исходные данные:

Смесь: Метанол-вода

W1 =2000 кг/ч

а1 = 35 кг/кг =0,35 кг/кг

а2= 97 кг/кг =0,97 кг/кг

а0=0,75 кг/кг =0,0075 кг/кг

σ=2,6

η=0,65


PГП =3 ат

Ма(метанол) =32 г/моль

Мb(вода) =18 г/моль

rГП =2163,5 кДж/кг

t'в =8 °C

t''в =30 °C F конд=?





Решение

  1. Подбор данных по равновесию при Р=760 мм.рт.ст.

Данные о равновесном составе пара над жидкостью метанол-вода (СН3ОН-Н2О) при Р=760 мм.рт.ст.



2.По данным таблицы строим линию равновесия и диаграмму равновесия между жидкостью и паром при постоянном давлении.





3.Перевод концентраций из весовых в мольные доли.

Ма(метанол)=32 г/моль



Мb(вода) =18 г/моль

Х1

Х2

Х0

4. Определение минимального и рабочего флегмового числа.

Rmin

у1р =f(х1)=61%



R= Rmin * σ =0,895*2,6=2,327

Определяем отрезок на оси у:

По графику зависимости у(х) определяем число теоретических тарелок.

nту=4 nто=3

nду = nту / η=4/0,65=6,15=7 nдо = nто / η=3/0,65=4,62=5

n=7+5=12

5.Определение высоты рабочей части колонны.

Нр = (n-1)*h

n=12

h=0,2÷0,6 м

h=0,4 м

Нр = (12 -1)*0,4=4,4 м



6.Определение материальных потоков в колонне.

Расход кубового остатка:



W0 =W1 * кг/ч

Расход продукта-дистиллят:



П =W1 * кг/ч

Проверка:

W1 = W0 + П=+711,7=2000 кг/ч

7.Определение диаметра колонны.

d=

WП =

Выбираем колпачковые тарелки с меж тарельчатым расстоянием 0,4 м, тогда

С=0,045

ρп =(Мср*Р)/(R*T)

Объемный расход пара:

W=

Мольный расход пара:

D=D' /Мср

Мср=

Массовый расход пара:

D'=П*(R+1)=711,7*(2,327+1)=2367,8 кг/ч

Определим по графику зависимости t(х,у):

t11)=80,5 °C

t22)= 65°C

t00)= 99°C

По данным справочника:

При t2=65°C : ρa =737 кг/м3 , ρb =981 кг/м3

При t0= 99°C : : ρa =691 кг/м3 , ρb =960 кг/м3



Расчет диаметра укрепляющей части колонны.

ρж у =742,5кг/м3



Мсру==31,3 кг/моль

T=273+t2=338 К



ρп у=(Мср*Р)/(R*T)=(31,3*105)/(8314*338)=1,137 кг/м3

WПу == м/с

Dу=D' /Мср=2367,8/31,3=75,7кмоль/ч



Wу===0,58м3

dу=

dсту=900мм



Расчет диаметра в отгонной части колонны:

ρж о =957,2кг/м3



Мсро==18,1 кг/моль

T=273+t0=372 К



ρпо =(Мср*Р)/(R*T)=(18,1*105)/(8314*372)=0,597 кг/м3

WПо == м/с

Dу=D' /Мср=2367,8/18,1=131,1кмоль/ч



Wо===1,11м3

dо=

dсто=900мм



8.Тепловой расчет.

Определение расхода тепла в кипятильнике и конденсаторе.

По данным справочника :

Са=2,343 кДж/(кг*К)

Сb=4,187 кДж/(кг*К)

ra=1101 кДж/кг

rb=22,57 кДж/кг

Qк=w0*C0*t0- w1*C1*t1+П*(R+1)*(C2*t2+r2)-П*R*C2*t2

Qконд=D'*r2

C=Ca*a+Cb*(1-a)

C1=2,343*0,35+4,18*(1-0,35)=3,541 кДж/(кг*К)

С2=2,343*0,97+4,18*(1-0,97)=2,398 кДж/(кг*К)

C0=2,343*0,0075+4,18*(1-0,0075)=4,173 кДж/(кг*К)

r2==1101*0,97+22,57*(1-0,97)=1068,647 кДж/кг

Qк=128,312*4,173*(273+99)+200*3,541*(273+80,5)+711,688*(2,327+1)*(2,398*(273+65)+1068,647)-711,688*2,327*2,398*(273+65)=7611133 кДж/ч

Qконд=2367,8*2,327=2530305 кДж/ч



Расчет греющего пара в кипятильнике:

rгр => Pгр=3 атм



Расход охлаждающей воды:



Расчет поверхности теплообменника:











Список литературы

  1. Тепловой расчет двухкорпусной прямоточной выпарной установки с равными поверхностями нагрева / М.К. Захаров, П.Г. Алексеев. – М.: ИПЦ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2012. – 26с.

  2. Айнштейн В.Г., Захаров М.К., Носов Г.А. и др. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. В 2-х книгах. Книга 1. – М.: Логос, 2006. –912с.

  3. Носов Г.А., Лапшенков Г.И., Вышнепольский В.И., Беглов И.А. Схемы химико-технологических процессов. М.: ИПЦ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2012. –56с.

  4. Выпарные вертикальные трубчатые аппараты общего назначения. Каталог-справочник. Укр. НИИХИММАШ, 1972. –65с.

  5. Тепловые процессы: Методическое пособие для самостоятельной работы студентов / П.Г. Алексеев, Е.В. Гаврилова, И.Г. Гольцова. – М.:ИПЦ МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2007. –60с.

  6. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. М., Химия, 1991,493с.

  7. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., Химия, 1981,811с.

  8. Стандартные кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего назначения. Каталог. ВНИИНЕФТЕМАШ, 1982 г.,33с.

Москва, 2019



Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nashuch.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Лабораторная работа
Пояснительная записка
Методические указания
Рабочая программа
Методические рекомендации
Теоретические основы
Практическая работа
Учебное пособие
Общая характеристика
Теоретические аспекты
Общие сведения
Физическая культура
Дипломная работа
Федеральное государственное
Самостоятельная работа
История развития
Направление подготовки
Методическое пособие
Общая часть
квалификационная работа
Технологическая карта
Выпускная квалификационная
Техническое задание
Краткая характеристика
Теоретическая часть
Общие положения
Технология производства
Методическая разработка
Исследовательская работа
прохождении производственной
государственное бюджетное
Гражданское право
Техническое обслуживание
учреждение высшего
Организация работы
Металлические конструкции
Правовое регулирование
Метрология стандартизация
Математическое моделирование
Практическое занятие
Технологическая часть
Понятие предмет
Решение задач
Описание технологического
История возникновения
Уголовное право
Основная часть
Общие требования
Сравнительная характеристика