Объемный расход паров определяется по выражению
, (6.4) где М – мольная масса смеси, кг/кмоль; Т, - соответственно температура (К) и давление (МПа) в рассчитываемом сечении колонны; , - температура ( = 273 К) и давление ( = 0,1 МПа) при нормальных условиях; z – коэффициент сжимаемости. При 0,5 МПа Z = 1. Допустимые линейная и массовая скорость паров в колонне определяется по выражениям: ; (6.5) ; (6.6) где С – коэффициент, величина которого зависит от конструкции тарелки, расстояния между тарелками и поверхностного натяжения жидкости (см. рисунок 6.1); – плотность пара и жидкости соответственно, кг/м3.
1 – при Н/м; 2 – при Н/м Рисунок 6.1 – Значение коэффициента С при различных величинах поверхностного натяжения
Плотность паровой фазы при данной температуре Т рассчитывается по уравнению . (6.7) Плотность жидкости при температуре Т определяется по формуле , (6.8) где – произвольная начальная температура (обычно 273 или 293 К); – плотность смеси при температуре , зависящая от плотности индивидуальных компонентов и определяемая по выражению , (6.9) для бинарной системы ; (6.10) а – средняя температурная поправка плотности на один градус в пределах температур от до Т, значения которой приведены в приложении А таблицы 6 (здесь плотность в г/см3), (6.11) Полученное по уравнению (6.1) значение диаметра колонны округляется в соответствии с существующими нормами (ГОСТ 9617-61). Стандартом предусмотрены следующие диаметры колонных аппаратов от 1000 до 4000 мм – через каждые 200 мм, т.е. 1200, 1400, 1600 и т.д.; от 4000 – через каждые 500 мм. 6.1.2. Определение высоты колонны Рабочая высота колонны (рисунок 6.2) рассчитывается по выражению , (6.12) где – число теоретических тарелок в концентрационной и отгонной секциях, найденное по диаграмме с учетом теплообменных аппаратов, применяемых для отвода и подвода тепла; – эффективность (к.п.д.) тарелки; рекомендуемые значения приведены по таблице 9 приложения; h – расстояние между тарелками; h = 0,3 … 0,7 м (D < 0,8 м, h = 250-300 мм, D < 6 м, h = 450-600 мм, D > 6 м., h = 600-700 мм); – расстояние между верхним днищем и верхней тарелкой; = 1,0…1,3 м; – расстояние между тарелками в эвапарационном пространстве (высота зоны питания); = 1,0 … 1,5 м; – расстояние между нижним днищем и нижней тарелкой; = 1,0…1,5 м.
Рисунок 6.2 – Схема для расчета рабочей высоты колонны
6.2 Расчет штуцеров Расчет штуцеров ректификационной колонны (для ввода сырья А, вывода дистиллята Б и остатка В, ввода жидкого Г и парового Е орошения) проводится по выражению , (6.13) где – объемный расход потока в соответствующем штуцере, м3/с; – допустимая линейная скорость движения потока, м/с. Зависит от агрегатного состояния потоков (пар, жидкость) и способа перемещения (движение самотеком, подача насосом и т.д.). Значения скоростей даны в таблице 6 приложения.
Объемный расход потока определяется по выражению , (6.14) где G – массовый расход потока пара или жидкости, проходящий через рассчитываемый штуцер, кг/с; – плотность потока, определяемая по уравнениям (6.7) или (6.8). Полученное значение диаметра штуцера округляется, если необходимо, согласно существующим нормалям. Предусмотрен следующий ряд условных диаметров штуцеров: 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 70, 80, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 350, 400, 450 …, мм.
Содержание и объем расчетно-пояснительной записки Расчетно-графическая работа по процессам и аппаратам химической технологии включает расчет ректификационной колонны для разделения бинарной смеси компонентов, содержит четыре контрольных работы, составляющих расчетно-пояснительную записку.
7.1 Содержание и оформление расчетно-пояснительной записки Расчетно-пояснительная записка задания должна содержать все исходные расчетные и графические материалы, оформленные в определенной последовательности. Титульный лист Задание контрольных работ Содержание Введение 1 Контрольная работа №1 1.1 Физико-химические свойства компонентов сырья; 1.2 Фазовые диаграммы равновесия (изобарная и диаграмма равновесных составов). 2 Контрольная работа №2 2.1 Технологическая схема ректификационной установки; 2.2 Материальный баланс ректификационной колонны; 2.3 Температура ввода сырья. 3 Контрольная работа №3 3.1 Определение значений флегмового и парового чисел при рабочем режиме работы ректификационной колонны; 3.2 Определение числа теоретических тарелок - при режиме полного орошения; - при рабочем режиме работы колонны. 4 Контрольная работа №4 4.1 Расчет геометрических размеров ректификационной колонны; 4.2 Расчет диаметра штуцеров. Список использованной литературы 7.1.1 Титульный лист Пример выполнения титульного листа приведен на рисунке 7.1; пример выполнения листа «Задание на контрольные работы» – на рисунке 7.2; пример выполнения листа «Содержание» - на рисунке 7.3. 7.1.2 Введение В этом разделе необходимо отразить роль массообменных процессов и, в частности, ректификации в химической технологии, особенности аппаратурного оформления процессов со свободной поверхностью взаимодействия фаз. 7.1.3 Контрольная работа №1 В этой работе необходимо описать физико-химические свойства компонентов бинарной смеси (структурную формулу и коэффициент поверхностного натяжения, мольную массу, плотность ( ) в зависимости от температуры, давление насыщенного пара (Р) и вязкость ( ) в зависимости от температуры, цвет, химическую активность и др.), необходимые для расчета равновесия и выбора материала для изготовления оборудования. Необходимые для выполнения расчетов физико-химические свойства компонентов бинарной смеси находят по справочникам или рассчитывают по формулам. Фазовые диаграммы равновесия выполняют в выбранном масштабе на листах миллиметровой бумаги: изобарную диаграмму – на листе формата А4 (размер сторон формата 210 297 мм), диаграмму равновесных составов – на листе формата А3 (размер сторон формата 297 420 мм). Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «УФИМСКИЙ ГОСУДАРТСВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Филиал ГОУ ВПО УГНТУ в г. Стерлитамаке
Кафедра ОНХЗ
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (542)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |