Файл: И. О. Фамилия Проектирование тарельчатой ректификационной колонны для разделения смеси метанол бензол.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 192
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1.3 Построение фазовых диаграмм
1.4 Определение рабочего флегмового числа
Скорость пара и диаметр колонны
2.2 Расчет вязкости компонентов
2.3 Скорость пара и диаметр колонны
3.1 Расчет высоты светлого слоя жидкости на тарелке и паросодержания барботажного слоя
3.2 Определение коэффициентов массопередачи и высоты колонны
Расчет гидравлического сопротивления тарелок колонны
5.1 Выбор материала ректификационной колонны
и 
, кг/м3.
= 
= 2,091 [кг/м3]
Диаметр колонны, м:
d =
= 0,511 [м]
Выберем стандартный диаметр обечайки колонны dст = 0,6 м. При этом рабочая скорость пара м/с.
= 
= 0,993 (
= 0,720 [м/с]
В качестве исполнительного типа тарелки принимаем ситчатую тарелку. Для колонны диаметром 600 мм из приведенных стандартных значений таблицы 1, ОСТ 26- 805-73 примем ситчатую тарелку типа ТС со следующими конструктивными параметрами.
Таблица 3 - Основные параметры тарелки ТС по ОСТ 26-805-73
Произведем расчет скорости пара в рабочем сечении тарелки, м/с:
= 
0,785
= 
= 0,0468 [м/с]
Высоту слоя жидкости для ситчатых тарелок рассчитаем по уравнению
h0 = 0,787q0,2 hпер0,56 
[1-0,31 exp(-0,11 
)] 
(3.1)
где, hпер - высота переливной перегородки, м ; q=L/(ρx Lсл)- удельный расход жидкости на 1 м сливной перегородки, м2 /с; hпер- высота переливной перегородки, м;
- поверхностное натяжение метанола и бензола в колонне, m - расчетный коэффициент, м.
Примем в соответствии высоту переливной перегородки равной 40 мм (0,04 м)
Расчетный коэффициент m = 0,05-4,6 hпер = 0,05-4,6*0,04= -0,182 м
Примем поверхностное натяжение метанола и бензола интерполируя данные в верхней части колонны (t = 59°C), [Н/м]:
Для высококипящего 50°C = 25
60°C = 23,7
Для низкокипящего
50°C = 20,1
60°C = 19,3
в = 25 - 
(59 -50) = 23,83 10-3 [Н/м]
н = 20,1 - 
(59 -50) = 19,38
10-3 [Н/м]
Для высококипящего 60°C = 23,7
70°C = 22,5
Для низкокипящего
60°C = 19,3
70°C = 18,5
для нижней части колонны (t= 69°C), Н/м
в = 23,7 - 
(69 -60) = 22,62 10-3 [Н/м]
н = 19,3 - 
(69 -60) = 18,58 10-3 [Н/м]
Удельный расход жидкости на 1 м сливной перегородки для верхней части колонны, м2 /с:
qв =
= 
= 3,0375 [м2 /с]
Для нижней части колонны:
qн =
= 
= 0,00958 [м2 /с]
Тогда, высота слоя жидкости для верхней и нижней частей колонны соответственно, м:
h0в = 0,787
0,2 0,040,56 
[1-0,31 exp(-0,11 
)]
= 0,067028 [м]
h0н = 0,787 0,2 0,040,56 
[1-0,31 exp(-0,11
)] 
= 0,071072 [м]
Паросодержание барботажного слоя ε находят по формуле
ε =
(3.2)
где, безразмерный расчетный коэффициент, Fr :
Fr =
(3.3)
Для верхней и нижней частей колонны соответственно
Frв =
= 0,0033309
Frн =
= 0,0031414
Тогда, паросодержание барботажного слоя ε
εв =
= 0,0545647
εн =
= 0,0530735
, кг/м3. = = 2,091 [кг/м3]Диаметр колонны, м:
d =
= 0,511 [м]Выберем стандартный диаметр обечайки колонны dст = 0,6 м. При этом рабочая скорость пара м/с.
= = 0,993 ( = 0,720 [м/с]В качестве исполнительного типа тарелки принимаем ситчатую тарелку. Для колонны диаметром 600 мм из приведенных стандартных значений таблицы 1, ОСТ 26- 805-73 примем ситчатую тарелку типа ТС со следующими конструктивными параметрами.
Таблица 3 - Основные параметры тарелки ТС по ОСТ 26-805-73
| Свободное сечение колонны м2 | Рабочее сечение тарелки Fa, м2 | Относительное свободное сечение тарелки Fс , % | Сечение перелива, Fcл м2 | Относительная площадь перелива Fсл/Fк×100 % | Lсл, м | Масса, кг |
| 0,280 | 0,140 | 6 | 0,100 | 4,30 | 0,480 | 13,6 |
| Диаметр отверстий в тарелке d0 | Шаг между отверстиями t | | | | | |
| 3 | 10 | | | | | |
| | | | | | | |
Произведем расчет скорости пара в рабочем сечении тарелки, м/с:
= 0,785
= = 0,0468 [м/с]- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Определение высоты тарелки
3.1 Расчет высоты светлого слоя жидкости на тарелке и паросодержания барботажного слоя
Высоту слоя жидкости для ситчатых тарелок рассчитаем по уравнению
h0 = 0,787q0,2
hпер0,56 [1-0,31 exp(-0,11 )] (3.1)где, hпер - высота переливной перегородки, м ; q=L/(ρx Lсл)- удельный расход жидкости на 1 м сливной перегородки, м2 /с; hпер- высота переливной перегородки, м;
- поверхностное натяжение метанола и бензола в колонне, m - расчетный коэффициент, м.Примем в соответствии высоту переливной перегородки равной 40 мм (0,04 м)
Расчетный коэффициент m = 0,05-4,6 hпер = 0,05-4,6*0,04= -0,182 м
Примем поверхностное натяжение метанола и бензола интерполируя данные в верхней части колонны (t = 59°C), [Н/м]:
Для высококипящего 50°C = 25
60°C = 23,7
Для низкокипящего
50°C = 20,1
60°C = 19,3
в = 25 - (59 -50) = 23,83 10-3 [Н/м] н = 20,1 - (59 -50) = 19,38
10-3 [Н/м]
Для высококипящего 60°C = 23,7
70°C = 22,5
Для низкокипящего
60°C = 19,3
70°C = 18,5
для нижней части колонны (t= 69°C), Н/м
в = 23,7 - (69 -60) = 22,62 10-3 [Н/м] н = 19,3 - (69 -60) = 18,58 10-3 [Н/м]Удельный расход жидкости на 1 м сливной перегородки для верхней части колонны, м2 /с:
qв =
= = 3,0375 [м2 /с]Для нижней части колонны:
qн =
= = 0,00958 [м2 /с] Тогда, высота слоя жидкости для верхней и нижней частей колонны соответственно, м:
h0в = 0,787
0,2 0,040,56 [1-0,31 exp(-0,11 )] = 0,067028 [м]h0н = 0,787
0,2 0,040,56 [1-0,31 exp(-0,11 )] = 0,071072 [м]Паросодержание барботажного слоя ε находят по формуле
ε =
(3.2)где, безразмерный расчетный коэффициент, Fr :
Fr =
(3.3)Для верхней и нижней частей колонны соответственно
Frв =
= 0,0033309Frн =
= 0,0031414Тогда, паросодержание барботажного слоя ε
εв =
= 0,0545647εн =
= 0,0530735