Ректификационная установка непрерывного действия для разделения смеси бензол – толуол с производительностью 9200 кг/ч

Автор: Пользователь скрыл имя, 22 Ноября 2012 в 14:34, курсовая работа

Описание работы

Ректификация - один из самых распространенных технологических процессов в химической, нефтяной и других отраслях промышленности. Ректификация - процесс разделения бинарных или многокомпонентных паров, а также жидких смесей на чистые компоненты или их смеси.
Для разделения смесей используют ректификационные установки, представляющие собой ряд ступеней контакта, соединенный в противоточный разделительный каскад. Наиболее простое конструкционное оформление противоточного каскада достигается при движении жидкости.
В нефтяной, химической, нефтехимической и газовой промышленности распространены тарельчатые колонны.

Содержание

Введение
Технологическая схема установки и её описание 3
Технологический расчет ректификационной колонны непрерывного действия 4
1. Построение ступеней процесса ректификации 6
2. Физико-химические свойства паровой и жидкой фаз для верха и низа колонны 10
3. Гидравлический расчет колонны 15
4. Локальная эффективность контакта 23
5. Эффективность тарелок по Мерфри 27
6 Тепловой расчет установки 30
7. Расчет штуцеров 32
Заключение 33
Список литературы 34

Скачать полностью (574.72 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Работа содержит 1 файл

Мой КП по ПАХТ.docx

— 677.65 Кб (Скачать)

    1. Средние мольные массы жидкости и пара

кг/кмоль

кг/кмоль

кг/кмоль

кг/кмоль

    1. Средние плотности жидкости и пара

Пересчет мольных концентраций в массовые:

масс. дол.

масс. дол.

кг/м3, где и – плотности бензола и толуола соответственно при температуре °С, кг/м3, кг/м3

 кг/м3, где и – плотности бензола и толуола соответственно при

температуре °С, кг/м3, кг/м3

кг/м3

кг/м3,

где Т0 – абсолютная температура, равная 273К

    1. Средние вязкости жидкости и пара

,

где и – вязкости бензола и толуола соответственно при температуре °С, ,

  ,

где и – вязкости бензола и толуола соответственно при температуре °С, ,

,

где и – вязкости бензола и толуола соответственно при температуре °С, ,

,

где и – вязкости бензола и толуола соответственно при температуре °С, ,

    1. Массовые и объемные расходы жидкости и пара

Средние массовые расходы:

кг/с

кг/с

кг/с

кг/с

 

Объемные расходы:

м3/с

м3/с

м3/с

м3/с

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

Параметры потоков  пара и жидкости в колонне

№ п/п

Наименование потока

Размерность параметра

кмоль/с

кг/кмоль

кг/м3

кг/с

м3/с

1

Жидкость в верхней  части колонны

Lв=0,0329

=82

=806,4

=2,7

=2,69∙10-3

2

Жидкость в нижней части  колонны

Lн=0,0629

=88,53

=785,8

=5,57

=7,1∙10-3

3

Пар в верхней части  колонны

Gв=0,0469

=80,84

=2,74

=3,8

=1,39

4

Пар в нижней части колонны

Gв=0,0469

=87,41

=2,83

=4,1

=1,45


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Гидравлический расчет колонны

 

    1. Коэффициент увеличения нагрузки

 

    1. Оценочная скорость пара

для верхней части колонны:

м/с

для нижней части:

м/с

 

    1. Диаметр

верхней части колонны:

м

нижней части колонны:

м

 

    1. Действительная скорость пара

Так как  принимаем колонну диаметром м в верхней части колонны:

м/с

в нижней части колонны:

м/с

 

    1. Относительная активная площадь тарелки

Периметр слива  м; свободное сечение колонны 1,13 м2; сечение перелива 0,06 м2

Относительное сечение перелива:

Относительная активная площадь  тарелки:

 

    1. Фактор нагрузки

для верхней части колонны:

для нижней части колонны:

Коэффициент поверхностного натяжения для верхней части  колонны:

,

где и – поверхностное натяжение смеси для верхней и нижней части колонны соответственно, Н/м, Н/м

Примем минимальное расстояние между тарелками  м ;

Допустимая скорость пара в рабочем сечении колонны  для верхней части:

м/с

для нижней части колонны:

м/с

    1. Проверка условий допустимости скоростей пара для верхней и нижней частей колонны:

 

> < ;        1,1<1,23

> < ;        1,097<1.28

Видно, что условие не выполняется ни для верхней, ни для  нижней частей колонны. Увеличим расстояние между тарелками м ;

Допустимая скорость пара в рабочем сечении колонны  для верхней части:

м/с

для нижней части колонны:

м/с

> > ;           1,341>1,23

> < ;        1,27<1.28

Видно, что условие выполняется  только для верхней части колонны. Увеличим расстояние между тарелками м ;

Допустимая скорость пара в рабочем сечении колонны  для верхней части:

 м/с

для нижней части колонны:

м/с

> > ;          1,53>1,23

> < ;        1,48>1.28

Условия выполняются.

 

    1. Удельная нагрузка жидкости на сливную перегородку

в верхней части колонны:

м3/м∙с

в нижней части колонны:

м3/м∙с

 

    1. Фактор паровой нагрузки

для верхней части колонны:

для нижней части колонны:

Подпор жидкости над сливным  порогом в верхней части колонны:

для нижней части:

 

    1. Глубина барботажа

м

Высота парожидкостного  слоя на тарелках верхней части колонны:

м

на тарелках нижней части  колонны:

    1. Высота сливного порога

в верхней части колонны:

м

в нижней части колонны:

м

 

    1. Динамическая глубина барботажа

м

 

    1. Минимально допустимая скорость пара в свободном сечении колонны

 м/с

 м/с

Выбираем ближайшее меньшее  свободное сечение тарелок  и полагаем

 

 

 

 

    1. Фактор аэрации

для верхних тарелок:

для нижних тарелок:

 

    1. Газосодержание слоя

на верхних тарелках:

на нижних тарелках:

 

    1. Высота слоя жидкости

на верхних тарелках:

 м

на нижних тарелках:

 м

 

    1. Гидравлическое сопротивление тарелок

Расчитаем коэффициент гидравлического сопротивления для ситчатых тарелок :

в верхней части колонны:

Па

в нижней части колонны:

Па

 

    1. Высота сепарационного пространства между тарелками

в верхней части колонны:

м

в нижней части колонны:

м,

где К5 = 1 – коэффициент вспениваемости смеси

 

    1. Межтарельчатый унос жидкости

в верхней части колонны:

 кг/кг

в нижней части колонны:

 кг/кг

 

 

 

    1. Площадь поперечного сечения колонны:

м2

Скорость жидкости в переливных устройствах верхних тарелок:

м/с

в переливных устройствах  нижних тарелок:

м/с

Допустимая скорость жидкости в переливных устройствах верхних тарелок:

м/с

в переливных устройствах  нижних тарелок:

м/с

Видно, что действительные скорости жидкости в переливах меньше допустимых.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Локальная эффективность контакта

 

    1. Коэффициент диффузии пара

 

,

 

где ; удельный объем бензола и толуола соответственно.

Коэффициент диффузии пара в верхней части колонны:

,

 

где - температура пара в верхней части колонны

Коэффициент диффузии пара в нижней части колонны:

 

,

 

где - температура пара в нижней части колонны

для верхней части колонны:

где и – вязкости бензола и толуола соответственно при

температуре °С, ,

,

где Ф = 1 – безразмерный параметр, учитывает ассоциацию молекул растворителя

Коэффициент диффузии жидкости для нижней части колонны:

,

где и – вязкости бензола и толуола соответственно при

температуре °С, ,

 

    1. Число единиц переноса

в газовой фазе для верхней  части колонны:

для нижней части колонны:

Число единиц переноса в  жидкой фазе для верхней части  колонны:

где м/с

для нижней части:

где м/с

 

    1. Фактор отклонения

Среднее значение тангенсов угла наклона линии равновесия для верхней и нижней частей колонны:

Фактор отклонения для  верхней части колонны:

для нижней части колонны:

 

    1. Общее число единиц переноса

для верхней части колонны:

для нижней части колонны:

 

    1. Локальная эффективность тарелок

в верхней части колонны:

Информация о работе Ректификационная установка непрерывного действия для разделения смеси бензол – толуол с производительностью 9200 кг/ч