Файл: Расчет ректификационной колонны для Разделения бинарной смеси по мдк.docx

Примем однопоточные клапанные тарелки типа ТКП модификации Б. При диаметре клапана 50 мм, отверстии под клапаном 40 мм и расстоянии между центрами отверстий 75 мм такая тарелка имеет согласно ОСТ:

диаметр колонны, D 1,4 м
свободное сечение колонны, ????_???? 1,52 м²
рабочее сечение тарелки, ????_р 1,3 м³
периметр слива, П 0,93 м
сечение перелива, ????_п 0,12м²
относительное свободное сечение тарелки, ???? 10,12%
число кланов, n 124

Диапазон устойчивой работы тарелки

Диапазон устойчивой работы тарелки (колонны) определяется как отно- шение максимально допустимой к минимально допустимой скорости паров

???? = ^????макс. (10)

^????мин

Минимально допустимую скорость паров определяют по формуле (11):

мин
???? = ^5∙????св, (11)

�^????_П

где ????_П − плотность пара в рассматриваемом сечении, кг/м³;

св
???? = ^???? 100

− свободное сечение тарелки.

Следовательно, производительность колонны может быть уменьшена в 2,5 раза без заметного понижения эффективности разделения.

Гидравлическое сопротивление тарелки

Гидравлическое сопротивление тарелки ∆Р есть сумма сопротивлений су- хой тарелки ∆Р_с и слоя жидкости на тарелки ∆Р_ж и сопротивления, обусловлен- ного силой поверхностного натяжения ∆Р_????.

Для большинства тарелок величиной ∆Р_???? можно пренебречь

и определять

∆Р по упрощенной формуле:

∆Р = ∆Р_с + ∆Р_ж (12)

Определение межтарельчатого уноса жидкости

Оптимальный унос, соответствующий минимальным затратам, может быть сравнительно велик ˗ от 0,2 до 0,4 кг жидкости на 1 кг пара. Однако для технических расчётов оптимальный унос выше допустимого, необходимо уве- личивать расстояние между тарелками или уменьшать скорость паров, увели- чивая ситчатых унос жидкости рассчитывают по уравнению:

_е₌А∙⁽0,052ℎ_б−1,72⁾₍????

)^3,7, (13)

Н^????∙????²????_ОТ∙????

где ℎ_б − глубина барботажа, мм; m˗ коэффициент, определяемый по уравнению (25):

???? = 1,15 ∙ 10⁻³(^????ж)^0,295 ∙ (^{????Ж−????П})^0,425 (14)

????_П????_П

???? и А − коэффициенты : при Н< 400 мм А=9,48∙ 10⁷; ???? = 4,36

при Н≥ 400 мм А=0,159; ???? = 0,95

^????ОТ

= ^????^????− относительная рабочая площадь тарелки, т.е отношение пло-

????_????

щади собственно тарелки к площади сечения колонны;

????_ж − поверхностное натяжение на границе жидкость ˗ пар, Н/м

???? − динамическая вязкость паров, Па∙с.

Расчет переливного устройства

Для нормальной работы переливного устройства без «захлебывания» необходимо, чтобы выполнялись следующие условия:

Н^′ < ???? + ℎ_П,

???? < ????,

где Н^′ ˗ высота вспененного

слоя жидкости в сливном устройстве; y ˗ величина вылета ниспадающей струи;

x ˗ максимальная ширина сливного устройства (принимается по каталогу) С учетом вспенивания уровень жидкости в сливном устройстве определя-

ется равенством:

П
_ℎ′ Н^′ = _????_′,

стве;

где ℎ^′ − высота слоя светлой невспененной жидкости в сливном устрой-
????^′_П− средняя относительная плотность вспененной жидкости в перелив-

ном устройстве.

В колоннах разделения углеводородных газов интенсивность пенообразо- вания слабая и при расходах жидкости меньше 65 м³/м ∙ ч принимают ????^′_П= 0,65.

Для колпачковых тарелок градиент уровня жидкости определяется по но- мограмме, для остальных тарелок им можно пренебречь

3.2.2.9 Расчёт высоты колонны

Высота колонны рассчитывается по уравнению (30):

Н_к = Н₁ + Н₂ + Н₃ + Н₄ + Н₅, м (15)

где Н₁ −высота сепарационного пространства ˗ расстояние от верхней та- релки до выпуклой части крышки;

Н₂ −высота концентрационной части колонны;

Н₃ −высота эвапорационной части колонны

Н₄ −высота отгонной части колонны;

Н₅ −высота низа колонны ˗ расстояние от нижней тарелки до выпуклой части днища.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Сугак А.В. Оборудование нефтеперерабатывающего производства: учеб.пособие. М.: Академия, 2012. 336 с.
Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты – М.: Химия, 1971. – 296 с.
Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты – М.: Химия, 1978. – 278 с.
Плановской А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химиче- ской технологии. – М.: Химия, 1968. – 847 с.
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1987. – 576 с.
Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. Под ред. Ю.И. Дытнерского. – М.: Химия, 1983. – 273 с.
Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жид- костей. – М.% Физматгиз, 1963. – 708 с.
Вид Р. и другие свойства газов и жидкостей. – Л.: Химия, 1982. – 592 с.
Танатаров М.А. и др. технологические расчёты установок переработки нефти. – М.: Химия, 1987. – 352 с.
Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Про- цессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтихимии. – М.:Недра, 2000

– 678 с.

Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии пере- работки нефти и газа. – М.: Химия, 1980. – 256 с.
Машины и аппараты химических производств. Примеры и задачи. Под ред. В.Н. Соколова. – Л. Машиностроение, 1982 – 384 с.
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб.пособие для вузов.