Модернизация основного оборудования блока регенерации растворителя на установке депарафинизации (стр. 4 из 15)

Плотность жидкого ацетона при 56˚С

= 750,4 , воды при 99˚С приблизительно равна кг/м³. Принимаем среднюю плотность жидкости в колонне

= кг/м³

Скорость пара определяем по формуле :

(3.18)

где С = 0,058 – коэффициент [6].

ω = 0,058

Тогда D =

м

Принимаем D = 0,5 м

Определим диаметр штуцеравывода паров по формуле :

d =

d = м

Принимаем диаметр штуцера вывода паров d = 0,05 м

3.1.7 Расчет высоты колонны

Высоту колонны определяем по формуле :

Н= Н_С+Н_К+Н_Т,где (3.19)

Н_С = 1000 мм – высота сепарационногопространства [6].

Н_К = 1700 мм – высота кубовой части

Н_Т - высота тарельчатой части

Высоту тарельчатой части определяем по формуле:

Н_Т= (n-1)∙h, (3.20)

где h^’ = 0,5 м и h^” =0,3 –расстояние между тарелками

H^’_T = (14-1)∙0,3= 3,9м ; H^”_T = (6-1)∙0,5= 2,5м ; Н_Т = H^’_T+H^”_T=3,9+2,5=6,4м

Тогда Н=6,4+1+1,7=9,5м

3.1.8 Расчет гидравлического сопротивления тарелок

Гидравлическое сопротивление тарелок колонны определяется по формуле :

, (3.21.)

где

- полное гидравлическое сопротивление одной тарелки, ;

n = 19 шт – число тарелок в колонне.

Полное гидравлическое сопротивление одной тарелки определяется по формуле :

(3.22.)

где

- гидравлическое сопротивление одной тарелки, ;

- гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя, ;

- гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения, .

Гидравлическое сопротивление сухойтарелки определяется по формуле :

, (3.23.)

где

= 4,5 -коэффициент[6];

- скорость пара в патрубке колпачка, м/с

Скорость пара в патрубке колпачка определяется по формуле :

= (3.24.)

=4,5∙

Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя на тарелке определяется по формуле :

=g∙ _∙h_o, (3.25.)

где h_o= 0,075м – высота светлогослоя жидкости на тарелке.

= 9,81∙875∙0,075=644

Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения, определяем по формуле :

(3.26.)

где σ = 39,6 ∙ 10^-3 Н\м – поверхностное натяжение жидкости при средней температуре в колонне 77,5˚С.

d_Э = 0,07 м – диаметр патрубка колпачка.

=913,6+644+2,26=1559,86

Тогда

= 1559,86∙19 = 29637,34 ≈0,029 М

3.1.9 Расчет брызгоуноса жидкости

Расчетная схема приведена на рисунке 3.4

Относительный брызгоунос определяется по формуле:

; (3.27.)

гдеσ =39,6·10^-3 Н/м –поверхность натяжения жидкости;

ω = 1,36 м/с –скорость пара в рабочем сечении аппарата;

h_т=0,3 м –расстояние между тарелками;

R₁=23·10^-5 –коэффициент [9];

n₁=1,16 –показатель степени [9];

h_пн= высота пены на тарелке ;

Высота пены определяется по формуле:

; (3.28.)

R₂=0,23 –коэффициент [9];

R₃=4,4·10^-2 –коэффициент [9];

R₄=4,6 –коэффициент [9];

ρ=1,61 кг/м³ –плотность пара;

h_сл– высота подпора жидкости над сливным порогом;

h_пор– высота сливного порога на тарелке;

Высоту подпора жидкости над сливным порогом определяем по формуле:

; (3.29.)

где

, – действительный расход жидкости,протекающий через переливное устройство;

ρ_ж=854,6 кг/м³ – средняя плотность жидкости в колонне;

G_ж=5040 кг/ч –нагрузка по жидкости;

Тогда:

;

П=0,4м – периметр слива [9];

Тогда:

;

Высота сливного порога определяется по формуле:

h_пор= h_г.б- h_сл+h_пр+h_у ; (3.30.)

где h_сл– высота глубины барботажа , м ;

h_пр– высота прорези в колпачке , м ;

h_у – высота установки колпачка , м ;

Высота глубины барботажа определяется по формуле :

; (3.31.)

где Р=0,12 МПа –абсолютное давление в аппарате;

Тогда:

;

Высота открытия прорези в колпачке определяется по формуле:

; (3.32.)

где m = 11 – количество колпачков на тарелке ;

z = 16 – количество прорезей в колпачке ;

в = 0,004 – расчетная ширина прорези ;

;

Тогда:

h_пор= 0,049-0,017+0,021+0=0,07 м

Тогда:

;

;

y=0,035 кг⁄кг ‹ [y]=0,1 кг⁄кг [9] , следовательно брызгоунос жидкости в пределах нормы .

3.1.10 Расчет переливного устройства

Расчет переливного устройства сводится к выполнению условия:

а)

; (3.33.)

где F_пер=0,045 м² – площадь перелива тарелки [9] ;

L_m= 5040 кг/кг= 1,4 кг/с – массовый расход жидкости ;

ρ_ж= 854,6 кг/м³– средняя плотность жидкости в аппарате ;

H_мт=0,3 м – расстояние между тарелками ;

R₁ = 0,25 – коэффициент [9];

R₂= 0,65 – коэффициент [9];

Тогда :

;

Условие выполняется.

б)

; (3.34.)

где l_пер = 0,4 м – периметр слива тарелки ;

Q = 0,035 м – зазор между основанием тарелки и нижней крышкой сливного стакана.

;

Условие выполняется.

Работа переливного устройства обеспечивается.

3.1.11 Определение толщины тепловой изоляции

Рассчитаем толщину теплоизоляции по формуле :

где