3.3 Расчет трубопровода

3.3.1 Диаметр патрубка для выхода пара с верха колонны

Оптимальный диаметр патрубка:

(3.141)

где - диаметр патрубка, м;

- объемный расход пара в верхней части колонны, м³/с;

- скорость насыщенного пара равная 30 м/с [2].

Объемный расход пара в верхней части колонны:

(3.142)

После подстановки значений в формулу (3.141), диаметр равен:

Принимают стандартный размер патрубка d=325х12 мм.

3.3.2 Диаметр патрубка для входа флегмы:

Оптимальный диаметр патрубка:

(3.143)

где - объемный расход жидкости в верхней части колонны, м³/с;

- скорость жидкости в трубопроводе ,равная 2,5 м/с [2].

Объемный расход жидкости в верхней части колонны:

(3.144)

После подстановки значений в формулу (3.144), диаметр равен:

Принимают стандартный размер патрубка d=56х3,5 мм.

3.3.3 Диаметр патрубка для входа исходной смеси

Оптимальный диаметр патрубка:

(3.145)

где - объемный расход исходной смеси, м³/с;

- скорость жидкости в трубопроводе ,равная 2,5 м/с [2].

Объемный расход исходной смеси:

(3.146)

После подстановки значений в формулу (3.146), диаметр равен:

Принимают стандартный размер патрубка d=57х2,5 мм.

3.3.4 Диаметр патрубка для выхода жидкости из куба

Оптимальный диаметр патрубка:

(3.147)

где - объемный расход кубовой жидкости, м³/с;

- скорость жидкости в трубопроводе ,равная 2,5 м/с [2].

Объемный расход кубовой жидкости:

(3.148)

После подстановки значений в формулу (3.147), диаметр равен:

Принимают стандартный размер патрубка d=90х4 мм.

3.3.5 Диаметр патрубка для выхода пара из куба-кипятильника

Оптимальный диаметр патрубка:

(3.149)

где - объемный расход пара в нижней части колонны, м³/с;

- скорость насыщенного пара равная 30 м/с [2].

Объемный расход пара в нижней части колонны:

(3.150)

После подстановки значений в формулу (3.149), диаметр равен:

Принимают стандартный размер патрубка d=325х10 мм.

3.3.6 Диаметр патрубка для выхода кубового остатка

Оптимальный диаметр патрубка:

(3.151)

где - объемный расход кубового остатка, м³/с;

- скорость жидкости в трубопроводе ,равная 2,5 м/с [2].

Объемный расход кубового остатка в нижней части колонны равен:

(3.152)

После подстановки значений в формулу (3.151), диаметр равен:

Принимают стандартный размер патрубка d=56х3,5 мм.

В соответствии с заданием была рассчитана и спроектирована ректификационная колонна с колпачковыми тарелками для разделения бинарной смеси ацетон - этанол. В результате расчётов получили колонну высотой тарельчатой части 11,5 м, общим гидравлическим сопротивлением Па.

Для оптимальной работы полученной ректификационной колонны, исходя из тепловых расчётов, необходимо тепловое оборудование: подогреватель, кипятильник, дефлегматор-конденсатор и два холодильника для охлаждения дистиллята и кубового остатка.

Полученные результаты в целом соответствуют установленным стандартам для колпачковой колонны и для всей установки.

В графической части курсового проекта представлена технологическая схема установки (1 лист) и чертёж ректификационной колонны (1 лист).

К курсовому проекту составлена программа для автоматизированного расчёта колонны для различных режимов работы и результаты автоматизированного расчёта совпадают с результатами, полученными при ручном расчёте, что говорит об их правильности.

Cписок использованных источников

1 Борисов, Г. С. Основные процессы и аппараты химической технологии / Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский. – М. : Химия, 1991. – 496 с.

2 Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А. Г. Касаткин. – М. : Химия, 1971. – 784 с.

3 Павлов, К. Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков. – Л. : Химия, 1987. – 576 с.

4 Справочник химика. В 7 т. Т. 1. Общие сведения. Строение вещества. Свойства важнейших веществ. Лабораторная техника. 2-е изд., перераб. – Л. : Химия, 1966. – 1072 с.

5 Справочник химика. В 7 т. Т. 2. Основные свойства неорганических и органических соединений. – 3-е изд., испр. – Л. : Химия, 1971. – 1168 с.

6 Справочник химика. В 7 т. Т. 3.Химическое равновесие и кинетика. Свойства растворов. Электродные процессы. – 2-е изд., перераб. – Л. : Химия, 1965. – 1008 с.

7 Справочник химика. В 7 т. Т. 5.Сырьё и продукты промышленности неорганических веществ. Процессы и аппараты. Коррозия. Гальванотехника. Химические источники тока. 2-е изд., перераб. – Л. : Химия, 1968. – 976 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

График линии равновесия

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(справочное)

Графики для определения числа теоритических ступеней при различных флегмовых числах

Рисунок Б.1 - График числа теоритических ступеней при R₁

Рисунок Б.2 - График числа теоритических ступеней при R₂

Рисунок Б.3 - График числа теоритических ступеней при R₃

Рисунок Б.4 - График числа теоритических ступеней при R₄

Рисунок Б.5 - График числа теоритических ступеней при R₅

Рисунок Б.6 - График числа теоритических ступеней при R₆

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(справочное)

График определения рабочего флегмового числа

Рисунок В.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(справочное)

График для определения рабочего числа теоритических тарелок

Рисунок Г.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(справочное)

t – x – y диаграмма

Рисунок Д.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

(справочное)

Рисунок Е.1 - График кинетической линии и число

действительных тарелок