3.5 Расчет фактического числа тарелок

Для определения реального числа тарелок необходимо принять КПД тарелок (0,5 – 0,9). Для концентрационной и отгонной секций колонны . Для секций колонны число реальных тарелок определяется по следующей формуле:

.

Для концентрационной части:

тарелок.

Для отгонной секции:

тарелок

Суммарное число реальных тарелок:

тарелок.

3.6 Определение среднего массового расхода по жидкости

Средние массовые расходы по жидкости для верхней и нижней частей

колонны определяются из соотношений:

,

,

где М’_D и M’_F – мольные массы дистиллята и исходной смеси, кг/кмоль,

М’_В и M’_Н- мольные массы жидкости в верхней и нижней частях, кг/кмоль.

Мольную массу дистиллята находим по формуле:

.

Мольная масса жидкости в верхней и нижней части колонны соответственно равны:

,

.

Мольную массу исходной смеси находим по формуле:

,

где М_НКК и М_ВКК – молекулярная масса исходного сырья, нкк и вкк,

x’_ср.в и x’_ср.н – средний мольный состав жидкости соответственно в верхней и нижней частях колонны:

,

.

Средний мольный состав исходной смеси

.

3.7 Определение среднего массового расхода по пару

Средние массовые потоки пара в верхней и нижней части колонны со

ответственно равны:

,

,

где М’_В и M’_Н- средние мольные массы паров в верхней и нижней части

колонны:

,

,

где средние значения состава паровой фазы рассчитываются аналогично жидкой фазе:

4 Расчет высоты колонны

Высота колонны рассчитывается по формуле:

,

где - расстояние между тарелками, м;

- высота зоны над верхней тарелкой, необходимая для монтажа шту­цера распределителя жидкости и сепарации потоков, м;

- высота зоны сепарации сырьевого парожидкостного потока, а также для монтажа отбойников м;

- высота зоны под нижней тарелкой, необходимая для создания столба жидкости, обеспечивающего самотёк, м.

5 Определение скорости пара и расчет диаметра ректификационной колонны

При вводе в ректификационную колонну сырьевой парожидкостной смеси наиболее нагруженным по паровому потоку является сечение колонны под верхней тарелкой концентрационной части (рисунок 10). Следовательно, расчет диаметра колонны проводится по этому сечению.

Рисунок 10 - Сечение колонны под верхней тарелкой концентрационной части

Самая большая нагрузка на 2 тарелке.

Сечение и соответствующий диаметр колонны определяется по секундному объемному расходу паров в наиболее нагруженном сечении и допустимой скорости паров в свободном сечении последующим форму-

лам:

,

.

В первую очередь необходимо определить энтальпии пара и жидкости

при соответствующих температурах по формулам:

,

,

Далее определяется количество холодного и горячего орошения:

кг/ч,

кг/ч.

Массовый расход определяется по верхнему контуру колонны:

кг/ч.

Секундный объемный расход паров

м³/с.

Допускаемая скорость паров рассчитывается по формуле Саудерса-

Брауна:

,

где С = 630 (при расстоянии между тарелками 400 мм) – коэффициент, зависящий от конструкции тарелок, расстояния между тарелками, рабочего давления в колонне, нагрузке колонны по жидкости.

кг/м³,

кг/м³,

м/с,

Диаметр колонны:

м.

По ГОСТ 9617-76 установлен ряд внутренних диаметров для сосудов и аппаратов. Для стальных аппаратов рекомендованы значения диаметров:

· от 400 до 1000 мм - через 100 мм,

· от 1200 до 4000 мм - через 200 мм,

· 2500 мм, 4500 мм, 5000 мм, 5600 мм, 6300 мм,

· от 7000 до 10000 мм - через 500 мм.