Смекни!
smekni.com

Ректификация (стр. 12 из 13)

%

1.2.3 Расчет куба-испарителя.

В кубе - испарителе происходит кипение смеси состава

и соответствующее его испарение. Подогрев происходит горячей водой. Количество теплоты, необходимое для процесса кипения и испарения было найдено в главе 1.1.5, и составляет QK = 2.38 МВт.

Зная температуру кубового остатка

и греющей воды найдем среднюю разность температур при противотоке:

.

Тогда средняя температура греющей воды:

.

Теплоемкость воды при данной температуре определим по справочным данным:

.

Используя уравнение теплового баланса найдем массовый расход греющей воды:

,
.

Так как подробный расчет не требуется, то по справочным данным принимаем коэффициент теплопередачи

, и находим расчетное значение теплообменной поверхности по формуле:

.

С запасом 10% это будет:

.

Выбираем испаритель диаметром 1000 мм с трубами 25*2 мм длиной 3м:

Запас поверхности равен:

%.

1.2.4 Расчет холодильников для охлаждения продуктов ректификации

Охлаждение дистиллята:

Дистиллят выходит из конденсатора при температуре

, и его охлаждают воздухом с начальной температурой 100С до 300С.

Примем конечную температуру воздуха также 500С.

t, 0С

55.361

Дистиллят

50 30

воздух

10

F, м2

Найдем среднюю разность температур при противотоке:

.

Тогда средняя температура воздуха и дистиллята:

.

Теплоемкость воздуха и дистиллята при данных температурах:

.

Далее используя уравнение теплового баланса найдем расход воздуха:

.

Плотность воздуха при данной температуре:

Объемный расход воздуха:


Так как подробный расчет не требуется, то по справочным данным принимаем коэффициент теплопередачи

, и находим расчетное значение теплообменной поверхности по формуле:

.

С запасом 10% это будет:

.

Выбираем теплообменник диаметром 600 мм с трубами 20*2 мм длиной 4м, так как холодильники данного типа не изготавливают:

Запас поверхности равен:

%.

Охлаждение кубового остатка:

Кубовый остаток выходит из испарителя при температуре

и его охлаждают воздухом, с начальной температурой 100С, до 300С.

Примем конечную температуру воздуха также 500С.

t, 0С

64.352

кубовый остаток

50 30

воздух

10

F, м2

Найдем среднюю разность температур при противотоке:


.

Тогда средняя температура воздуха и дистиллята:

.

Теплоемкость воздуха и дистиллята при данных температурах:

.

Далее используя уравнение теплового баланса найдем расход воздуха:

.

Плотность воздуха при данной температуре:


Объемный расход воздуха:

Так как подробный расчет не требуется, то по справочным данным принимаем коэффициент теплопередачи

, и находим расчетное значение теплообменной поверхности по формуле:

. С запасом 10% это будет:
.

Выбираем теплообменник диаметром 1000 мм с трубами 25*2 мм длиной 3м. Запас поверхности равен:

%.

Следует отметить, что в двух последних холодильниках смеси, текущие в трубном пространстве, имеют очень маленькую скорость, зато охлаждающий воздух имеют очень даже невысокую скорость, и также необходимо всего один аппарат.

Вывод

В данном курсовом проекте рассмотрены основные узлы ректификационной установки для непрерывного разделения смеси ацетон-метиловый спирт. Установка имеет производительность: по исходной смеси 6.6 т/ч, по дистилляту 2.37 т/ч, по кубовому остатку 4.23 т/ч.

В состав установки входят:

1. Колонна насадочная высотой 34.8 м, диаметром 1.4 м, насадка - седла Берля 38мм.

Подогреватель исходной смеси: Кожухотрубчатый теплообменник диаметром 325 мм с трубами

25*2 мм, длиной 4м, двухходовой, один (ГОСТ 15120-79).

Конденсатор-дефлегматор: Конденсатор диаметром 1400 мм с трубами

20*2 мм, длиной 6м, двухходовой, четыре шт (ГОСТ 15121-79).

Куб - испаритель: Испаритель диаметром 1000мм с трубами

25*2мм, длиной 3м, один (ГОСТ 15119-79).

Холодильник дистиллята: Теплообменник диаметром 600 мм с трубами

20*2 мм, длиной 4м, один (ГОСТ 15120-79).

Холодильник кубового остатка: Теплообменник диаметром 1000 мм с трубами

25*2 мм, длиной 3м, один (ГОСТ 15120-79).

Расходы теплоносителей:

Горячей воды - 80т/ч.

Воздуха - 52м3/с.

Описание технологической схемы:

Исходная смесь из промежуточной ёмкости Е1 центробежным насосом H1 подаётся в теплообменник T1, где она подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в середину ректификационной колонны РК, где состав жидкости равен составу исходной смеси.

Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в испарителе И. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка, т.е. обеднен легколетучим компонентом. В результате массообмена с жидкостью пар обогащается легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой), получаемой в дефлегматоре Д путём конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дистиллята, который охлаждается в теплообменнике Х1 и направляется в промежуточную ёмкость Е2.