2.3.2 Штуцер вывода остатка

Плотность остатка по формуле (2.12) при массовом составе жидкости

.

и плотности компонентов при температуре t_W ,C

Объемный выход остатка через штуцер (вместе с частью, идущей в кипятильник на паровое орошение):

где G = W (S+1)– массовый выход жидкости через штуцер;

W– массовый выход остатка;

S – рабочее паровое число.

При движении самотеком принимаем 0,3 м/с. Тогда расчетный диаметр штуцера вывода остатка по формуле (2.10):

Принимаем нормализованный штуцер Dу = 400 мм.

2.3.3 Штуцер подачи жидкого орошения

Плотность жидкости (дистиллят в жидкой фазе) при массовом составе

и плотности компонентов при t = t_D ,C

Массовый расход жидкого орошения по формуле:

где D– массовый выход дистиллята;

R – рабочее флегмовое число.

Объемный расход жидкого орошения по формуле (2.11):

Принимая скорость движения , определяем расчетный диаметр штуцера ввода флегмы по формуле (2.10):

Принимаем нормализованный штуцер диаметром Dу ,мм.

2.3.4 Штуцер вывода дистиллята

Дистиллят в штуцере находится в паровой фазе. Его объемный расход:

где G_в , кг/c – массовый расход паров через штуцер (см. п.2.1);

кг/м³ – плотность паровой фазы дистиллята.

По принимаем скорость потока м/c. Тогда расчетный диаметр штуцера вывода дистиллята по формуле (2.10)

Принимаем нормализованный штуцер Dу , мм.

2.3.5 Штуцер ввода парового орошения

Паровое орошение – остаток в паровой фазе. Объемный расход равен

(2.13)

где G = G_н , м³/c – массовый расход (см. п.2.1);

Т_н = t_W + 273 , К – абсолютная температура низа колонны;

Т₀ = 273К – нормальная температура;

Р_н МПа – давление низа колонны;

Р₀ = 0,1 МПа – нормальное давление;

z = 1 – коэффициент сжимаемости ;

М_ср = М_ср.W – средняя мольная масса остатка.

При скорости м/с расчетный диаметр штуцера по формуле (2.10):

Принимаем нормализованный штуцер Dу , мм.

3 Гидравлический расчет

3.1 Проверка устойчивости работы колонны

Фактические скорости паров вверху и внизу колонны:

где V_в , V_н , м³/с – объемные расходы паров соответственно вверху и внизу колонны – см. п. 2.3; D_к– диаметр колонны.

Массовый расход жидкости

в верхней части колонны

в нижней части колонны

где R– рабочее флегмовое число;

D , кг/с – массовый выход дистиллята;

F ,кг/с – производительность колонны по сырью;

– массовая доля отгона.

Объемный расход жидкости

в верхней части колонны

в нижней части колонны

где _ж.в, _ж.н - плотность жидкости в верхней и нижней части колонны, кг/м³.

Отношение скоростей

Отношение нагрузок по жидкости

Дальнейшие гидравлические расчеты ведем для более нагруженного сечения колонны (в данном случае нижнего)

Минимально допустимая скорость пара:

где плотность паров в нижней части колонны;

F₀– свободное сечение тарелки

Диапазон устойчивой работы колонны