Контрольная работа: Расчет ректификации смеси метанол – этанол

Контрольная работа: Расчет ректификации смеси метанол – этанол

Содержание.

Условие задачи.                                                                                         2

Схема ректификационной установки                                                    3

Исходные данные:                                                                                  3

Равновесные данные:                                                                            4

1. Построение диаграмм x-y и x,y - t по равновесным данным.         4

Диаграмма 1                                                                                              4

Диаграмма 2                                                                                              4

2. Пересчет из абсолютных концентраций в мольные.                       4

3. Расчет минимального флегмового числа.                                         5

4. Расчет рабочего флегмового числа.                                                   5

5. Построение рабочей линии.                                                                 5

6. Расчет КПД тарелок.                                                                            5

7. Определение числа тарелок.                                                                6

8. Расчет потоков дистиллята и кубового остатка.                              5

9. Расчет габаритов колонны                                                                  6

а) Расчет для верха колонны.                                                                  6

б) Расчет диаметра низа колонны.                                                         7

10. Расчет высоты тарельчатой части.                                                  7

11. Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе.   8

12. Расчет средней движущей силы теплопереноса.                             7

13. Расход охлаждающей воды.                                                               7

14. Поверхность теплообмена конденсатора.                                        8

Список литературы                                                                                  9

Условие задачи.

Рассчитать тарельчатую ректификационную колонну непрерывного действия для разделения бинарной смеси метанол – этанол, подаваемой в колонну при температуре равной температуре кипения. Колонна работает под атмосферным давлением. Исходные данные: расход g1 = 4,2 кг/с, процентные массовые концентрации: исходной смеси a1 = 32%, дистиллята a2 = 95%, кубового остатка a0 = 2%, коэффициент избытка флегмы 4, давление греющего пара Pгр =1,5 ата, начальная температура охлаждающей смеси t’в = 18 0C.

Определить:

1.  Реальное и теоретическое число тарелок в отгонной и укрепляющих частях;

2.  Диаметр верха и низа колонны и высоту тарельчатой части;

3.  Расход охлаждающей воды в конденсаторе (температурой воды на выходе из конденсатора задаться);

4.  Рассчитать поверхность теплообмена конденсатора.

				Gв   tв’

			W0   a0

g1= 4,2 кг/час;

ao= 1 %;

a1= 32 %;

a2= 95 %;

4

Pгр =1,5 ата

tв’= 18 oC;

K = 900

tв’’= 40 oC (задаемся);

Диаграмма 1

Диаграмма 2

(из диаграммы x,y – t).

Все данные берутся при t1:

                    [2, стр. 529, рис. V].

                         [2, стр.538-539, рис. XIV].

КПД находим по графику ([2, стр. 302, рис. 7-2]): h = 0,49.

кг/с

кг/с

Проверка: W1 = П +W0 = 4,2

С – коэффициент, зависящий от конфигурации тарелок, С = f(h). Принимаем

h = 0,4 мм, тогда С = 0,044. [2, стр. 301].

а) Расчет для верха колонны.

T2 = 273,2 + t2

t2 находим по диаграмме x,y – t (смотрим по x2). t2 = 65,7 0C.

T2 = 273,2 + 65,7 = 338,9 K.

Справочные данные для верха колонны берутся для t2 = 56,3 0C. [2, табл. IV].

б) Расчет диаметра низа колонны.

t0 находим по диаграмме x,y – t (смотрим по x0). t0 = 78,0 0C.

T0 = 273,2 + 78,0 = 351,2 K.

Справочные данные для верха колонны берутся для t0 = 77,2 0C. [2, табл. IV].

Так как,

Далее смотрим каталог:

·  dв = 4,8 м

·  dн = 3,8 м

Выбираем диаметр колонны по большему, т.е. dк = 3,8 м.

Значения удельных теплот конденсации ацетона и этанола берутся при t2 = 65,7 0C. [2, табл. XLV].

12 Расчет средней движущей силы теплопереноса.

Список литературы.

1.  Рамм, Планковский. Справочник теплофизических свойстсв органических вещестсв.

2.  Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Издательство «Химия», 1981.

3.  Лащинский А.А, Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Москва, 1980.