Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 346
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Ректификационная колонна с ситчатыми тарелками для разделения смеси ацетон – этиловый спирт. Производительность по исходной смеси 4500 кг/ч. Концентрация НКК в исх. смеси 30% (масс.), в дистилляте – 92%, в кубовом остатке 4%.Давление в колонне 760 мм рт.ст.
В ректификационном аппарате снизу вверх движутся пары, а сверху подается жидкость, представляющая собой почти чистый НК. При соприкосновении поднимающихся паров со стекающей жидкостью происходит частичная конденсация паров и частичное испарение жидкости. При этом из паров конденсируется преимущественно ВК, а из жидкости испаряется преимущественно НК. Таким образом, стекающая жидкость обогащается ВК, а поднимающиеся пары обогащаются НК, в результате чего выходящие из аппарата пары представляют собой почти чистый НК. Эти пары поступают в конденсатор, называемый дефлегматором, и конденсируются. Часть конденсата, возвращаемая на орошение аппарата, называется флегмой, другая часть отводится в качестве дистиллята.Как и для всех массобменных процессов эффективность ректификации зависит от поверхности контакта фаз. Для увеличения поверхности массобмена используют различные контактные устройства насадочного или барботажного типа. Наиболее распространенными ректификационными установками являются барботажные колонны с различными типами тарелок: колпачковыми, ситчатыми, провальными и т.п. Наиболее универсальны колонны с колпачковыми тарелками, но при разделении незагрязненных жидкостей в установках с постоянной нагрузкой, хорошо зарекомендовали себя аппараты с ситчатыми тарелками, отличающимися простотой конструкции и легкостью в обслуживании.
КР РЕ Р Х1 П
Х2 К ПЕ1 ПЕ2Вода оборотная конденсатРис. 1 Технологическая схема ректификационной установки
Исходная смесь из расходной емкости РЕ центробежным насосом подается в подогреватель П, где нагревается до температуры кипения и поступает на питающую тарелку ректификационной колонны РК. Стекая по тарелкам жидкость, попадает в куб, из которого поступает в кипятильник К. Из кипятильника пары жидкости поступают в нижнюю часть колонны и двигаются навстречу исходной смеси, барботируя через нее и обогащаясь низкокипящим компонентом. Выходя из колонны пары, попадают в дефлегматор Д и конденсируются. Дистиллят поступает разделитель Р, где разделяется на два потока: одна часть в качестве флегмы возвращается в колонну и стекает по тарелкам вниз, обогащаясь при этом высококипящим компонентом, а другая часть поступает в холодильник Х1, охлаждается и попадает в приемную емкость ПЕ2. По мере работы часть жидкости из куба отводится в холодильник Х2 и поступает в приемную емкость ПЕ1 в качестве кубового остатка.
Мольные доли исходной смеси, дистиллята и кубового остатка = (0,30/58)/[(0,30/58) + (0,70/46)] = 0,254 = (0,92/58) / [(0,92/58) + (0,08/46)] = 0,901 = (0,04/58) / [(0,04/58) + (0,96/46)] = 0,032Молекулярные массы исходной смеси
Аннотация
В данном курсовом проекте проведен расчет ректификационной колонны непрерывного действия с ситчатыми тарелками для разделения смеси ацетон–этиловый спирт производительностью 45000 кг/час исходной смеси. Выполнен материальный и тепловой балансы, определены основные размеры аппарата и подобраны нормализованные конструктивные элементы. Подобраны испаритель и дефлегматор. Определено гидравлическое сопротивление аппарата.Содержание
Аннотация Введение1. Технологическая схема2. Выбор конструкционного материала3. Материальный расчет колонны3.1. Производительность колонны по дистилляту и кубовому остатку3.2. Расчет оптимального флегмового числа3.3. Массовый поток пара в верхней и нижней частях колонны3.4. Массовые расходы жидкости в верхней и нижней части колонны4. Расчет диаметра колонны4.1. Плотности компонентов4.2. Скорость пара в колонне4.3. Диаметр колонны:4.4. Характеристика тарелки5. Расчет числа тарелок 5.1. Число теоретических тарелок5.2. Средний к.п.д. тарелки5.3. Высота колонны6. Гидравлический расчет колонны6.1. Гидравлическое сопротивление сухой тарелки6.2. Гидравлическое сопротивление обусловленное силами поверхностного натяжения6.3. Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя6.4. Полное сопротивление тарелки6.5. Суммарное гидравлическое сопротивление рабочей части колонны7. Тепловой расчет колонны7.1. Расход теплоты отдаваемой воде в дефлегматоре7.2. Расход теплоты в кубе испарителе8. Конструктивный расчетВыводыЛитератураВведение
Для разделения смеси жидкости обычно прибегают к перегонке, основанной на разной температуре кипения компонентов смеси. При испарении компонент с более низкой температурой кипения (НК) переходит в пары, а компонент с более высокой температурой кипения (ВК) остается в жидком состоянии. Для достижения наиболее полного разделения компонентов применяют ректификацию. Ректификация заключается в противоточном взаимодействии паров образующихся при перегонке, с жидкостью, получающейся при конденсации паров.В ректификационном аппарате снизу вверх движутся пары, а сверху подается жидкость, представляющая собой почти чистый НК. При соприкосновении поднимающихся паров со стекающей жидкостью происходит частичная конденсация паров и частичное испарение жидкости. При этом из паров конденсируется преимущественно ВК, а из жидкости испаряется преимущественно НК. Таким образом, стекающая жидкость обогащается ВК, а поднимающиеся пары обогащаются НК, в результате чего выходящие из аппарата пары представляют собой почти чистый НК. Эти пары поступают в конденсатор, называемый дефлегматором, и конденсируются. Часть конденсата, возвращаемая на орошение аппарата, называется флегмой, другая часть отводится в качестве дистиллята.Как и для всех массобменных процессов эффективность ректификации зависит от поверхности контакта фаз. Для увеличения поверхности массобмена используют различные контактные устройства насадочного или барботажного типа. Наиболее распространенными ректификационными установками являются барботажные колонны с различными типами тарелок: колпачковыми, ситчатыми, провальными и т.п. Наиболее универсальны колонны с колпачковыми тарелками, но при разделении незагрязненных жидкостей в установках с постоянной нагрузкой, хорошо зарекомендовали себя аппараты с ситчатыми тарелками, отличающимися простотой конструкции и легкостью в обслуживании.
-
Технологическая схема
КР РЕ Р Х1 П
Х2 К ПЕ1 ПЕ2Вода оборотная конденсатРис. 1 Технологическая схема ректификационной установки
Исходная смесь из расходной емкости РЕ центробежным насосом подается в подогреватель П, где нагревается до температуры кипения и поступает на питающую тарелку ректификационной колонны РК. Стекая по тарелкам жидкость, попадает в куб, из которого поступает в кипятильник К. Из кипятильника пары жидкости поступают в нижнюю часть колонны и двигаются навстречу исходной смеси, барботируя через нее и обогащаясь низкокипящим компонентом. Выходя из колонны пары, попадают в дефлегматор Д и конденсируются. Дистиллят поступает разделитель Р, где разделяется на два потока: одна часть в качестве флегмы возвращается в колонну и стекает по тарелкам вниз, обогащаясь при этом высококипящим компонентом, а другая часть поступает в холодильник Х1, охлаждается и попадает в приемную емкость ПЕ2. По мере работы часть жидкости из куба отводится в холодильник Х2 и поступает в приемную емкость ПЕ1 в качестве кубового остатка.
-
Выбор конструкционного материала
-
Материальный расчет колонны
3.1. Производительность колонны по дистилляту и кубовому остатку
Температуры кипения и молекулярные массы разделяемых компонентов| | tк, С | МВ, кг/кмоль |
| ацетон | 56 | 58 |
| этанол | 78,3 | 46 |