Файл: Расчёт бинарной ректификации смеси ацетон толуол.docx

Потери напора для входной и выходной камер находим по скорости смеси в штуцерах, а потери напора на входе и выходе из труб и при поворотах из одной секции в другую – по скорости в трубах







По Q и H из «Технических характеристик центробежных насосов» (стр.38 [11]):

Выбираем центробежный насос марки Х20/18 с характеристиками [11]:

Производительность, л/с	0	1,6	3,2	4,0	4,6	5,6	6,4	7,2
Напор, м	22,3	22,1	21,0	20,2	19,2	17,8	16,0	10,9
Мощность, кВт	0,8	1,1	1,3	1,4	1,5	1,6	1,65	1,7
КПД, %	0	31,6	50,6	56,6	60,4	61,6	61,0	41,5

Рис.6. Характеристики насоса X20/18



Рис.7 Кривые зависимости производительности от напора для сети и насоса

При заданной производительности 4,99 л/с





Справочная мощность насоса:



Для нашей смеси


Расчетная мощность насоса:


Допустимая высота всасывания:

---

На стр. 21 [10] определяем давления насыщенных паров чистых компонентов и согласно формуле 7.1 на стр. 121 [6] определяем давление насыщенных паров исходной смеси:





Насос Н₂ выбираем такой же марки и характеристиками, т.к. он выполняет аналогичную функцию и служит резервным сырьевым насосом.

---

4.4. Подбор ёмкостей для сбора продуктов и хранения сырья

Необходимо подобрать ёмкости для исходной смеси, дистиллята и кубового остатка, которые будут обеспечивать бесперебойную работу ректификационной установки в течение восьми часов.



– расход жидкости кг/с;

– плотность жидкости кг/м³;

τ – время, ч;

ζ – коэффициент запаса

1. Емкость для исходной смеси:



Ёмкость с параметрами по ГОСТ 9931–79:

V=200 м³; D_вн=3,2 м; L=19,48 м.

2. Емкость для дистиллята:



Ёмкость с параметрами по ГОСТ 9931–79:

V=100 м³; D_вн=3 м; L=11,88 м.

3. Емкость для кубового остатка:



Ёмкость с параметрами по ГОСТ 9931–79:

V=150 м³; D_вн=3 м; L=11,88 м.

4. Сборник флегмы (Ф):

=1 м³

4.5. Подбор конденсатоотводчиков

Конденсатоотводчик - это автоматический клапан, назначение которого пропускать конденсат и не пропускать пар. Требуемое значение коэффициента пропускной способности определяют в зависимости от расхода водяного конденсата и перепада давления между давлением пара и давлением в линии отвода конденсата:



Для кипятильника

Давление пара:

Атмосферное давление:

Перепад давления:

Расход пара в кипятильнике:

Требуемое значение коэффициента пропускной способности определяем по формуле:

---

По стандартному ряду выбираем конденсатоотводчик с диаметром условного прохода .

Для подогревателя

Давление пара:

Атмосферное давление:

Перепад давления:

Расход пара в подогревателе:

Требуемое значение коэффициента пропускной способности определяем по формуле:



По стандартному ряду выбираем конденсатоотводчик с диаметром условного прохода

4.6. Расчёт толщины теплоизоляции для основных аппаратов

Толщину тепловой изоляции _из определяют из равенства теплового потока через стенку аппарата и слой тепловой изоляции и потока, уходящего от стенки изоляции в окружающую среду:



где (уравнение Линчевского) - коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду, ;

- температура стенки изоляции со стороны аппарата, ^оС. Ввиду незначительного термического сопротивления стенки аппарата по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции, принимают равной температуре горячего теплоносителя;

- температура стенки изоляции со стороны окружающей среды;

- температура окружающей среды;

Изоляцию изготавливаем из материала – совелит;

Коэффициент теплопроводности совелита

---

[2, табл. XXVIII]



Количество тепла, теряющееся с единицы поверхности:



Тогда:



Для подогревателя и кипятильника:



Для ректификационной колонны и холодильника кубового остатка:



Для холодильника дистиллята и дефлегматора:



5. ВЫБОР ТОЧЕК КОНТРОЛЯ НАД ПРОВЕДЕНИЕМ ПРОЦЕССА

Задача управления процессом ректификации состоит в получении целевого продукта заданного состава при установленной производительности установки и минимальных затратах теплоагентов.

Основными регулируемыми технологическими величинами и процесса являются составы дистиллята и кубового остатка. На чистоту этих целевых продуктов оказывают влияние ряд возмущающих воздействий: состав, расход и температура исходной смеси, параметры тепло- и хладоагента, давление и прочие величины. Основные управляющие воздействия – это расходы флегмы, поступающей в колонну и теплоносителя в кипятильник. Причем изменение расхода флегмы, поступающей в колонну, относительно быстро приводит к изменению состава дистиллята и одновременно, с большим запаздыванием, к изменению кубового остатка. Изменение расхода греющего пара приводит в основном к изменению состава дистиллята.

Колебания подачи исходной смеси в колонну является одним из наиболее сильных возмущающих воздействий на процесс. Поэтому для обеспечения постоянства подачи исходной смеси предусматривают автоматическую систему регулирования расхода исходной смеси. Воспринимающий элемент и регулирующий клапан этой системы монтируется на трубопроводе до подогревателя. Это делается для того, чтобы исходная смесь протекала через них только в жидкой фазе Наличие АСР расхода исходной смеси существенно облегчает работу всех других АСР установки. Исходная смесь должна подаваться в колонну при температуре кипения. Температура смеси

---