Расчет насадочной ректификационной колонны

 

 мПа·с

 

Вязкости  паров μ_ув и μ_ун близки, поэтому можно принять среднюю вязкость паров в колонне

μ_у = 0,0255 мПа·с.

Коэффициент диффузии в жидкости при средней  температуре t (в °C) равен:

                                                                  

Коэффициенты диффузии в жидкости D_x20 при 20 °С можно вычислить по приближенной формуле:

                                                           

где А, В — коэффициенты, зависящие от свойств растворенного вещества и растворителя;

Тогда коэффициент диффузии в жидкости для верхней части колонны при 20 °С равен:

м²/с

Температурный коэффициент b определяют по формуле

                                                                                    

Здесь и принимаются при температуре 20 °С.

Тогда

Отсюда

 м²/с

Аналогично  для нижней части колонны находим:

м²/с

 м²/с

 

Коэффициент диффузии в паровой фазе может  быть вычислен по уравнению

                                                          

где Т — средняя температура в соответствующей части колонны, К;

Р — абсолютное давление в колонне, Па.

Тогда в верхней части колонны  равен:

 м²/с

Аналогичным расчетом найдено значение в нижней части колонны:

Таким образом, для верхней части колонны:

 

Для нижней части колонны

 

 

а для  верхней и нижней частей колонны:

 м

 м

Значения m = 0,6 для верхней части колонны и m = 1,5 – для нижней определены арифметическим усреднением локальных значений m в интервалах изменения составов жидкости соответственно от х_F до х_Р и от х_W до х_F.

Высота насадки в верхней  и нижней частях колонны равна соответственно:

 м

 м

Общая высота насадки равна

С учетом того, что высота слоя насадки в  одной секции Z равна 3 м, общее число секций в колонне составляет 7 (4 секций в верхней части и 3 – в нижней).

Общую высоту ректификационной колонны определяют по уравнению

                                                              

где Z – высота насадки в одной секции, м;

n – число секций, шт;

h_P – высота промежутков между секциями насадки, в которых устанавливают распределители жидкости, м;

Z_В – высота сепарационного пространства над насадкой, м;

Z_Н – расстояние между днищем колонны и насадкой, м.

Значения Z_В и Z_Н выбирают в соответствии с таблицей

Таблица 4

Значения Z_В и Z_Н

Диаметр колонны, мм	ZВ, мм	ZН, мм
400-1000	600	1500
1200-2200	1000	2000
2400 и  выше	1400	2500

 

Общая высота колонны:

 

Н_к = 3·7 + (7-1)·0,5 + 1,0 + 2,0 = 27 м

 

Приведенный расчет выполнен без учета влияния  на основные размеры ректификационной колонны ряда явлений, таких как неравномерность распределения жидкости при орошении, обратное перемешивание, тепловые эффекты и др.

Заключение

 

В данной курсовой работе произведен расчет насадочной ректификационной колонны непрерывного действия для разделения бинарной смеси  уксусная кислота—вода, определено рабочее флегмовое число, диаметр колонны и высота насадки, рассчитана общая высота колонны, выполнены 2 графические работы.

 

 

Основные показатели, полученные при  расчёте, сведены в таблицу.

Таблица

 

Наименование	Значение
Производительность	1,61 кг/с
Диаметр колонны	1,8 м
Высота насадки в колонне	20,83
Высота колонны	27 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 9-е. М., Химия, 1973.
2. Касаткин А. Г., Плановский А. Н., Чехов О. С. Расчет тарельчатых ректификационных и, абсорбционных аппаратов. М., Стандартгиз, 1961.
3. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Изд. 3-е. М., Химия, 1978.
4. Павлов К. Ф-, Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л., Химия, 1976.
5. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. Москва, Химия, 1983.
6. Александров И. А. Массопередача при ректификации и абсорбции многокомпонентных систем. М., Химия, 1975.