Файл: Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Процессы и аппараты химической технологии Ректификационная колонна.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 120
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
- состав исходной смеси.
2.3.4. Средние массовые расходы по жидкости для верхней и нижней частей колонны
где Р – массовый расход по дистилляту;
– рабочее флегмовое число; 
- средняя мольная масса жидкости в верхней части колонны; 
- мольная масса дистиллята (
).
Средний массовый расход по жидкости для нижней части колонны
2.3.5. Средний мольный состав пара в верхней и нижней частях колонны
Из рис. 7 находим соответственно:
Средний мольный состав пара в верхней части колонны:
Средний мольный состав пара в нижней части колонны:
2.3.6. Средние мольные массы пара в верхней и нижней части колонны
Средние мольные массы пара в верхней части колонны найдем по следующей формуле:
где
- молекулярная масса этилацетата; 
- средний мольный состав пара в верхней части колонны; 
- молекулярная масса толуола.
Определим средние мольные массы пара в нижней части колонны:
где
- молекулярная масса этилацетата;
- средний мольный состав пара в верхней части колонны; - молекулярная масса толуола.
2.3.7. Средние массовые расходы пара в верхней и нижней частях колонны
Рассчитаем средний расход пара в верхней части колонны:
Рассчитаем средний расход пара в нижней части колонны:
-
Диаметр колонны и скорость пара
3.1. Средняя температура верха и низа колонны
Построим диаграмму зависимости концентраций в паровой и жидкой фазе от температуры
.Из рис. 16 температура в средней части колонны равна
, что соответствует 
;в верхней части температура
- 
;и в нижней части температура
- 
. Тогда средние температуры равны:
Рис.16. - Диаграмма зависимости концентраций в паровой и жидкой фазе от температуры
3.2. Плотности и вязкости жидкой и паровой фазы
3.2.1. Плотность жидкой фазы в верхней части колонны
При средней температуре верхней части 90°С, плотности жидких этилацетата и толуола равны соответственно:
По закону аддитивности:
3.2.2. Плотность жидкой фазы в нижней части колонны
При средней температуре нижней части 93°С, плотности жидких этилацетата и толуола равны соответственно:
По закону аддитивности плотность жидкой фазы в нижней части колонны находится по формуле:
3.2.3. Плотность паровой фазы в верхней и нижней части колонны
где
-
Вязкость жидкой фазы в верхней и нижней части колонны
Рассчитаем вязкость жидкой фазы в верхней части колонны:
где
– вязкости этилацетата и толуола при средней температуре верха колонны 
.
– вязкости этилацетата и толуола при средней температуре низа колонны 
.
-
Вязкость паровой фазы в верхней и нижней части колонны
рассчитывается так:
где
– вязкости этилацетата и толуола при средней температуре верха колонны .
– вязкости этилацетата и толуола при средней температуре низа колонны .
3.3. Максимальная скорость пара и диаметр верхней части колонны
Принимаем расстояние между тарелками Н=600 мм, диаметр колпачка dk = 80 мм, высота колпачка - hk = 55 мм.
3.3.1. Предельная скорость пара
Для ректификационных колонн с колпачковыми тарелками предельную скорость пара для верхней и нижней части колонны определяют по формуле:
где 
– плотности жидкости и пара, Н – расстояние между тарелками, м; dk – диаметр колпачка, м; hk – высота колпачка, м.Для верхней части колонны:
Для нижней части колонны:
Определим среднюю рабочую скорость пара в колонне:
Средняя плотность пара:
Теперь рассчитаем диаметр верхней части колонны:
где 
- средний массовый расход, кг/с; 
- средняя плотность паровой фазы, 
; 
.
Определим диаметр нижней части колонны:
3.4. Выбор диаметра колонны
Рассчитанные диаметры верхней и нижней частей колонны отличаются друг от друга не более чем на 10%, принимаем колонну единого диаметра, равную большему из рассчитанных: D = 2000 мм [7].
3.5. Действительные рабочие скорости паров
Рассчитаем рабочие скорости паров в верхней и нижней части колонны:
3.5.1. Выбор тарелки
Выбираем для разделения смеси колпачковые тарелки типа ТСК – Р диаметром
[7, с. 214]:Свободное сечение колонны 3,14 м2
Рабочее сечение тарелки 0,385 м2
Относительное свободное сечение тарелки 12,2 %
Сечение перелива 0,33м2
Периметр слива 1,455 м
Длина линии барботажа 36,4 м
3.6. Расчет высоты переливного устройства тарелки
3.6.1. Объемный расход жидкости в верхней и нижней частях колонны
1 2 3 4 5 6
где
- средний массовый расход в верхней части колонны, кг/с; 
- плотность жидкой фазы, 
.
Аналогично находим для нижней части колонны:
3.6.2. Высота подпора жидкости над сливным порогом находится по
следующей формуле:
где
– средний объемный расход жидкости, 
, П – периметр слива, 
Теперь определим высоту подпора жидкости:
3.6.3. Высота глубины барботажа
где
, 
- средняя плотность жидкой фазы, .
Тогда высота глубины барботажа равна:
3.6.4. Высота переливного устройства
- высота установки колпачка от 0 до 10 мм. Принимаем
3.6.5. Объемный расход жидкости, отнесенные к средней ширине потока
жидкости на тарелке
Средняя ширина потока жидкости на тарелке находим по формуле:
Отсюда найдем объемный расход жидкости:
3.7.. Коэффициент продольного перемешивания в жидкой фазе
Определим коэффициент продольного перемешивания в жидкой фазе следующим образом:
- скорость пара, рассчитанная на рабочую площадь тарелки
Объемный расход жидкости найдем по формуле:
Отсюда найдем скорость пара:
3.8.. Высота запаса жидкости определяется для колпачковыхтарелок по формуле:
Все данные подставим в формулу и получем:
Высота запаса жидкости равна 0,138 м
3.9. Среднее время пребывания жидкости на тарелке
Время пребывания жидкости на тарелке рассчитаем так:
3.10.. Определяем коэффициент массотдачи для паровой фазы:
где Nun – критерий Нуссельта:
Где Ren – критерий Рейнольдса,
ω – скорость пара в колонне, м/с,
Dn - коэффициент диффузии для паровой фазы:
