Определение числа тарелок и высоты колонны

     Наносим на диаграмму рабочие линии верхней и нижней части колонны.

Число ступеней изменения концентрации n_T в верхней части колонны n_T=6, в нижней части n_T=10, всего 16 ступеней.

Рис.4 Определение числа ступеней изменения концентрации

 

Число тарелок рассчитываем по уравнению:

     При средней температуре в колонне 71  давление насыщенного пара метанола Р_м=929 мм рт ст, а ацетона Р_а= 1188 мм рт ст. Коэффициент отн ьной летучести компонентов:

.

     Динамический коэффициент вязкости ацетона при 71  равен 0,2 сП, метанола 0,32 сП. Динамический коэффициент вязкости исходной смеси:

 сП = 0,26·10^-3 Па·с

Тогда ·10^-3

     По диаграмме для приближенного определения среднего КПД тарелок находим  =0,65. Длина пути, проходимого жидкостью по тарелке:

м

По графику  находим значение поправки на длину пути . Так как она очень мала, то ею можно пренебречь. Средний КПД тарелок:

     Для сравнения рассчитаем средний КПД тарелки по критериальной формуле:

Безразмерные комплексы:

     Коэффициент диффузии легколетучего компонента в исходной смеси:

     Средний КПД тарелок:

     Число тарелок:

а) в верхней части колонны

.

б) в нижней части колонны

Общее число тарелок n=26, из них в верхней части колонны 10 и в нижней части 16.

     Высота тарельчатой части колонны:

 м

     Общее гидравлическое сопротивление тарелок:

 кгс/см²

Тепловой расчет

     Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе:

 Вт

Здесь

Дж/кг

,  - удельные теплоты конденсации метанола и ацетона.

Расход теплоты, получаемой в кубе-испарителе от греющего пара:

Вт

Здесь тепловые потери  приняты в размере 3% от полезно затрачиваемой теплоты.

     Расход теплоты в паровом подогревателе исходной смеси:

 Вт

Здесь тепловые потери приняты в размере 5 %, удельная теплоемкость смеси: .

     Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята:

Вт

Удельная теплоемкость дистиллята: .

     Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка:

Вт

Удельная теплоемкость кубового остатка: .

     Расход греющего пара, имеющего давление p_абс = 3 атм и влажность 5%:

а) в кубе-испарителе:

 кг/с

б) в подогревателе исходной смеси:

 кг/с

Всего: 0,35 + 0,05 = 0,4 кг/с = 1,44 т/ч

     Расход охлаждающей воды при нагреве ее на 20 :

а) в дефлегматоре

 м³/с

б) в водяном холодильнике дистиллята

 м³/с

в) в водяном холодильнике кубового остатка

 м³/с

Всего: 0,0023 м³/с или 8 м³/ч.

 

 

Список литературы

1. Дытнерский Ю. И. – Процессы и аппараты химической технологии. Изд. 2-е. В 2-х кн. Часть 2. Массообменные процессы и аппараты. М.: «Химия», 1995.-368с.

2. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов, Л.: Химия, 1987. 572 с.

3. Справочник химика. М.–Л.: Химия, Т. I, 1996 1072 с.

4. КасаткинА. Г. – Основные процессы и аппараты химической технологии: Госхимиздата, 1961, 832 с.

5. Разработка конструкции химического аппарата и его графической модели. Методические указания. – Иваново, 2004.

 

 

Размещено на Allbest.ru