- •На выпускную квалификационную работу
- •Содержание
- •3.1 Расчёт ректификационной колонны
- •3.1.1 Материальный баланс колонны и оптимальное флегмовое число
- •3.1.2 Скорость пара и диаметр колонны
- •3.1.3 Высота светлого слоя жидкости на тарелке и паросодержание барботажного слоя
- •3.1.4 Коэффициенты массопередачи и высота колонны
- •3.2.1 Подогреватель исходной смеси
- •3.1.5 Гидравлическое сопротивление тарелок колонны
- •3.2 Расчет теплообменной аппаратуры
- •3.2.2 Дефлегматор конденсатор
- •3.2.3 Холодильник дистиллята
- •3.2.4 Холодильник кубового остатка
- •3.2.5 Кипятильник
- •3.3 Расчет трубопровода
- •3.3.1 Диаметр патрубка для выхода пара с верха колонны
- •3.3.2 Диаметр патрубка для входа флегмы:
3.2.2 Дефлегматор конденсатор
Минимальная и максимальная площадь поверхности теплообмена:
|
(3.110) |
|
(3.111) |
где
- расход теплоты, отдаваемой охлаждающей
воде, Вт;
и
- коэффициенты теплопередачи, равные
800 [2] и 300 [2];
- средняя
разность температур, оС.
Расход теплоты, отдаваемой в дефлегматоре конденсатора:
|
(3.112) |
где
- удельная теплота конденсации паров
дистиллята, Дж/кг.
Удельная теплота конденсации паров дистиллята:
|
(3.113) |
где
,
- удельные теплоты конденсации паров
компонентов смеси при температуре
58,964 оС,
соответствующей концентрации хР
(приложение Д, рисунок Д.1), равные 390,83
Дж/кг [1] и
376,6.103
Дж/кг [1].
После подстановки значений теплота конденсации равна:
Подставляя значения в формулу (3.112) расход теплоты равен:
Температурная схема процесса:
–
2
0
30
где и - меньшая и большая разность температур, оС
Средняя разность температур после подстановки значений в формулу (3.78) равна:
Площадь поверхности теплообмена после подстановки значений равна:
Минимальное и максимальное сечение трубного пространства:
|
(3.114) |
|
(3.115) |
где
- расход охлаждающей воды, кг/с;
- внутренний диаметр труб, равный 0,021 м;
-
динамический коэффициент вязкости воды
при средней температуре равный 0,8908.10-3
Па.с
[1].
Расход охлаждающей воды равен:
|
(3.116) |
где
- удельная теплоемкость воды при средней
температуре равная
4190 Дж/(кг.К)[1];
,
- начальная и конечная температура
воды.
После подстановки значений расход охлаждающей воды равен:
После подстановки значений в формулы (3.114-3.115) минимальное и максимальное сечение трубного пространства равно:
Принимают двухходовой теплообменник с диаметром кожуха 800 мм, числом труб 442, поверхностью теплообмена 69 м2, длиной труб 2 м.
3.2.3 Холодильник дистиллята
Минимальная и максимальная площадь поверхности теплообмена:
|
(3.117) |
|
(3.118) |
где
- расход теплоты, отдаваемой охлаждающей
воде, Вт;
и - коэффициенты теплопередачи, равные 270 [2] и 120 [2];ё - средняя разность температур в холодильнике дистиллята, оС.
Расход теплоты, отдаваемой в холодильнике дистиллята:
|
(3.119) |
где
- удельная теплоемкость дистиллята при
средней температуре 45,62 оС,
Дж/(кг.К);
,
- температура
дистиллята 84,105 оС
до и 25 оС
после охлаждения.
Удельная теплоемкость дистиллята:
|
(3.120) |
где , - удельные теплоемкости компонентов смеси при температуре 45,62 оС, равные 1822,65 Дж/(кг.К) [1] и 1759,8 Дж/(кг.К) [1].
После подстановки значений в уравнение удельная теплоемкость равна:
Расход теплоты после подстановки значений в формулу (3.119) равен:
Температурная схема процесса:
–
3 0 20
где и - меньшая и большая разность температур, оС
Средняя
разность температур после подстановки
значений в формулу (3.78) равна:
Минимальная и максимальная площадь после подстановки значений значений в формулы (3.117-3.118) равна:
Минимальное и максимальное сечение трубного пространства в м2:
|
(3.121) |
|
(3.122) |
где - внутренний диаметр труб, равный 0,021 м;
-
динамический коэффициент вязкости
дистиллята при средней температуре
45,105 оС,
равный 0,459.10-3
Па.с
[1].
После подстановки значений в формулу трубное сечение равно:
Минимальное и максимальное сечение межтрубного пространства:
|
(3.123) |
|
(3.124) |
где - расход охлаждающей воды, кг/с;
- внешний диаметр труб, равный 0,025 м;
-
динамический коэффициент вязкости воды
при средней температуре воды равный
0,8937.10-3
Па.с
[1].
Расход охлаждающей воды равен:
|
(3.125) |
где - удельная теплоемкость воды при средней температуре равная
4190 Дж/(кг.К)[1];
, - начальная и конечная температура воды.
После подстановки значений расход охлаждающей воды равен:
После подстановки значений в формулу межтрубное сечение равно:
Принимают двухходовой теплообменник с диаметром кожуха 400 мм, числом труб 100, поверхностью теплообмена 47 м2, длиной труб 6 м.
