Расчёт ректификационной колонны для разделения бинарной смеси метиловый спирт - вода

 

Таблица 13

Значения давления насыщенного  пара над чистыми компонентами смеси

температура, ºC	Р, мм. рт. ст.		α
	Н2О	СН3ОН
tP =64	190	650	3,42
tF=78	320	1000	3,13
tW=99	750	2100	2,8

Относительная летучесть для смеси в нижней части колонны α₁ по формуле (60):

;

для исходной смеси α₂

;

для смеси в верхней части колонны α₃

.

Полученные значения сводят в таблицу и рассчитывают произведение относительной летучести на динамическую вязкость смеси. По полученному значению α·μ_см по рис. 3 определяют к.п.д. тарелки.

Таблица 14

Определение к.п.д. тарелки

температура, ºC	μсм, мПа·c	α	α·μсм	ƞ	ƞср
tP =64	0,331	3,42	1,13·10-3	0,49	0,51
tF=78	0,337·	3,13	1,05·10-3	0,5
tW=99	0,249	2,8	0,697·10-3	0,53

 

Для смеси в нижней части колонны:

Приα₁µ_СМ=2,8·0,249·10^-3 = 0,697·10^-3 имеем: ƞ₁=0,53.

 

Для исходной смеси:

При α_2·µ_СМ=3,13·0,337·10^-3 =1,05·10^-3  имеем: ƞ₂=0,50.

 

Для смеси в верхней части колонны:

При α₃·µ_СМ=3,42·0,331·10^-3=1,13·10^-3 имеем ƞ₃=0,49.

 

Таким образом, средний к. п. д. тарелки:

Действительное число тарелок (59):

Принимают 20 тарелок, из которых 11 — в верхней части колонны, а 9 — в нижней. Питающей является девятая тарелка снизу.

Для колонных аппаратов диаметром 1200 мм расстояние между тарелками будем считать равным 400 мм. Принимая расстояние от верхней тарелки до крышки колонны h₁= 2420 мм и от нижней тарелки до днища  h₂= 3000 мм, определим высоту колонны:

H_к = (20 - 1)·0,4 + 2,42+ 3,0= 13,12 м.

 

Выводы

В данной курсовой работе были рассмотрены основы процесса ректификации, классификация ректификационных колонн по конструкции внутреннего устройства, по периодичности действия и по способу организации движения потоков контактирующих фаз. Кроме того, представлены основные требования по выбору того или иного типа колонны. Согласно заданию на курсовую работу, в котором указаны компоненты бинарной смеси: бензол-толуол кислота, была выбрана колонна с ситчатыми тарелками, и проведен её расчет по исходным данным, указанным в задании. Был выполнен материальный и тепловой балансы, определены основные размеры аппарата.

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. Учебник: В 2 кн. Под ред. В.Г. Айнштейна. –  М,  Физматлит, 2008. – 912 с
2. Процессы и аппараты химической технологии./под.ред.проф. Захаровой. – М.: «Академия». - 2006г. -528 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М: Альянс. 2005.– 750 с
4. Пилипенко Н.И. Процессы и аппараты: учебник для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / Н.И. Пилипенко, Л.Ф. Пелевина. – М.: ИЦ «Академия», 2008. – 336 с.
5. Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2000. - 677 с: ил.
6. Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии. Ч. 1-2. - М.: Химия, 2002.-768 с.
7. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию./ Под ред. Дытнерского Ю.И. – М.: Химия, 1991. –272 с.
8. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: Учебник для техникумов. – Л.: Химия, 1991. – 352 с
9. Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром. Т.1-2. – М.: Наука, 1976. – 1426 с.
10. Романков П.Г., Курочкина М.Н., Мозжерин Ю.Я., Смирнов Н.Н. Процессы и аппараты химической промышленности. – Л., Химия, 1989. – 530 с.
11. Машины и аппараты химических производств./Под ред. И.И. Чернобыльского. Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: «Машиностроение» - 1974, 456 с.