Ректификационная установка непрерывного действия для разделения смеси: ацетон - изопропиловый спирт - вода (стр. 3 из 6)

.

Сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения

где s = 24,9×10-3 Н/м (см. [1] стр.526) - поверхностное натяжение жидкости при

=5Па

Статическое сопротивление слоя жидкости на тарелке

где

Wв = Wч/В

Wч = W0R/

.3600 =(1,58.3,75/ 769).3600 = 27,74 м3/ч

В = 1,238 м

Wв = 27,74/1,238 = 22,41 м3/ч

h = h0w = 0,029

Тогда

Общее гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колонны

143,5+5+284,4=432,9Па

Тепловой расчет ректификационной колонны.

Конденсатор-дефлегматор

Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в конденсаторе-дефлегматоре находим по уравнению

где

- удельная теплота конденсации паров в дефлегматоре.

Удельные теплоты конденсации ацетона и воды при

(см. [1], стр.541, табл. XLV).

Тогда

Куб-испаритель

Расход тепла, получаемого в кубе-испарителе от греющего пара равен

Находим теплоемкости ацетона, изопропил. спирта и воды (см. [1], стр.537, 562).

;

;

;

Тогда

Паровой подогреватель смеси

Расход тепла в паровом подогревателе смеси

(t1 - tнач)

где tнач = 200C

удельная теплоемкость исходной смеси при средней температуре tср = (t1 + tнач) /2 =

(см. [1] стр.537, стр.562)

Тогда

(t1 - tнач) = 2,08×2,85.43 = 254,9 кДж /c

Водяной холодильник дистиллята.

Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята.

(t2 - tкон)

где tкон = 250С

удельная теплоемкость дистиллята при средней температуре tср =

(см. [1] стр.562)

Тогда

(t2-tнач) = 0,5×2,28(56 - 30) = 29,64

Находим расход охлаждающей воды

где tк = 400С

tн = 200С

где

= 1000 (см. [1], стр.172, табл.4-6).

По данным [4] стр.413, принимаем одноходовый теплообменник ТН со следующи

ми характеристиками: dnтр =25*2мм, lnтр =2,5м, F=2,5м2 n = 61

Водяной холодильник кубового остатка.

Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка.

(t0 - tкон)

где tкон = 300С

удельная теплоемкость кубового остатка при средней температуре tср =

Тогда

(t0 - tнач) = 1,58×3,27.53 = 273,83

Находим расход охлаждающей воды

где tк = 600С

tн = 200С

где

= 1000 (см. [1], стр.172, табл.4-6).

По данным [4] стр.413, принимаем одноходовый теплообменник ТН со следующи

ми характеристиками: dnтр =25*2мм, lnтр =4м, F=20м2 n = 61

Расход греющего пара.

в кубе - испарителе

где - удельная теплота конденсации греющего пара.

Давление греющего пара

тогда и

(см. [1], стр.550, табл. LVII).

Тогда

в подогревателе исходной смеси

Всего: 0,74 + 0,35 = 1,09

Расчет и подбор теплообменной аппаратуры

Расчет подогревателя исходной смеси

В кожухотрубных подогревателях в трубное пронстранство поступает исходная смесь, а в межтрубное пространство подается теплоноситель - водяной пар.

Примем начальную температуру исходной смеси равной температуре воздуха в летнее время в районе строительства: t=200C

Средняя разность температур

где DtБ = tгр. п - tнач = 142,9 - 20 = 122,90С

Dtм = tгр. п - tкон = 142,9 – 63 = 79,90С

Тогда

Определяем значение поверхности теплообмена

где

- ориентировочный коэффициент теплопередачи

(см. [1], стр,172, табл.4-6)

м2

По данным [4] стр.413, принимаем одноходовый теплообменник ТЛ со следующи

ми характеристиками: dnтр =25*2мм, lnтр =2,5м, F=12,5м2 n = 61

.

Расчет конденсатора-дефлегматора

Находим расход охлаждающей воды в дефлегматоре

где tк = 400С

tн = 200С Vв = Gв/в = 17,5/996 = 0,018м3/c

в = 996 кг/ м3 при t = 300C – ср. темп. воды (см. [1] стр.537)

Средняя разность температур