Расчет колонны выделения фракции 120-128 (стр. 4 из 4)

Условие Wc < 0.45 выполняется.

6. Проверка на захлебывание тарелки.

Удельная нагрузка по жидкости и динамический подпор жидкости с учетом уноса:

Lv = Qp/B =129.061 м²/ч

Δhd = 2.84× Lv^2/3 = 73 мм

Скорость паров в точке переброса:

= 1.191м/с

Объемная нагрузка по пару в точке переброса:

Vper =

× Sp = 17.057 м³/с

Условие V=12.238< Vper выполняется.

7. Проверка на отсутствие провала жидкости.

Скорость паров в режиме провала для клапанных тарелок:

W0pr =(0.00253× Lv+0.16)√(ρl/ρv)= 4.488 м/с

Объемный расход паров на нижней границе эффективной работы тарелки:

Vpr = W0pr×Sp = 13.375 м/с

Условие Vpr < V не выполняется

Минимальная нагрузка по пару в устойчивом режиме работы:

Vmin = 0.15×S0√(ρl/ρv) = 0.19 м³/с

Условие Vmin< V выполняется.

11. Построение диаграммы производительности тарелки.

Укрепляющая часть колонны.

1. Предельная нагрузка по жидкости из допустимой скорости жидкости в сливе:

Qs1 = 3600×Wdop1×Ssl = 3600×0.22×2.48 = 1964.16 м³/с

Qs2 = 3600×Wc×B×a =3600×0.197×6.44× 0.08 = 365.38 м³/с

Меньшее из значений наносим на ось абсцисс и проводим через эту точку вертикальную линию, ограничивающую пропускную способность слива по жидкости.

2. Построение линии захлебывания тарелки.

Произвольно выбираются два значения нагрузки по жидкости и для них рассчитываются значения

Lv, Δhd, Wpper и Vper.

Возьмем Q1 = Qp = 365.934м³/ч, тогда V1 = 1.22 м³/с

Q2 = 50 м³/ч, тогда

Lv = 50/1.12 = 44.6 м²/ч

Δhd = 2.84

= 35.8 мм

Wpper = 1.61×0.11^0.5 × 9.048^0.2

^{= 2.9 м/с}

Vper = 2.9 ×1.1 = 3.19 м³/с

V2 = 3.19 м³/с

Через точки [Q1,V1] и [Q2,V2] проведем линию захлебывания.

3. Построение линии, ограничивающей зону эффективной работы тарелки.

При тех же выбранных нагрузках по жидкости Q1 и Q2 рассчитываются нагрузки по пару в режиме провала

Vpr = 0.368 м/с.

Для Q1 Vpr = 0.368 м³/с, для Q2:

W0pr =(0.00253× 44.6+0.16)√(676.482/4.625)= 3.3 м/с

Vpr = W0pr × S0 = 3.3×0.121 = 0.4 м³/с

4. Построение линии, ограничивающей свободу устойчивости работы тарелки.

Рассчитанное ранее значение Vmin = 0.19 м³/с наносится на ось ординат и через полученную точку проводим горизонтальную прямую.

5. Построение линии минимальных нагрузок по жидкости.

Минимальная нагрузка по жидкости рассчитывается по уравнению:

Qmin = Lvmin×В = 10×0.19 = 1.9 м³/ч

Для клапанных тарелок Lvmin = 10 м²/ч

Точка Qmin наносится на ось абсцисс и проводится прямая, параллельная оси ординат.

На диаграмму производительности тарелки наносится рабочая точка М с координатами, равными рабочим нагрузкам

Qp = 26.786 м³/ч, V = 1.26 м³/с.

Рабочая точка находится в области удовлетворительной работы тарелки. Приложение 1.

Аналогично строится диаграмма для отгонной части колонны.

12. Расчет высоты ректификационной колонны

Полная высота колонны рассчитывается по уравнению:

Hk = h1 + (Nykp – 1) ×H + h2 +(Nотг – 1) ×H + h3 + h4,

где h1 – расстояние от верхнего днища до первой ректификационной тарелки, h1 = 0.5 Dk;

Nykp, Nотг – число тарелок в укрепляющей и отгонной секциях;

h2 – высота секции питания, h2 = 1м;

h3 – высота между нижней тарелкой и нижним днищем;

h4 – высота опорной части колонны, h4 = 4м.

Величина h3 рассчитывается с учетом необходимого запаса жидкости на случай прекращения подачи сырья в колону. Необходимый для этого объем нижней части колонны рассчитывается по формуле:

V_H = Vw×τ,

где τ – необходимый запас времени = 0.25 ч.

Vw – объемный расход кубового остатка, м³/ч

Vw = W/ ρw = 163838.9/702.833 = 233.11 м³/ч

Vн = 233.11×0.25 = 58.28 м³

h3 = 4×Vн/(πDk²) = 4×58.28 /(3.14×5 ² ) = 2.96 м

Hk = 0.5×5 +(20 – 1)×0.8+1+(30 – 1)×0.8+2.96+4 = 48.86 м

Литература

1. Пекаревский Б.В., Гайле А.А. Расчет ректификационных колонн. СПб., 2007.

2. Дытнерский Ю.И. и др. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., 2008.

3. Соколов Р.Б., Волков А.К. Алгоритм поиска проектных решений при разработке конструкций химических аппаратов. СПб., 1998.