1.4 Вибір типу насадки

При попередньому виборі насадки враховують продуктивність установки, леткість компонентів, ефективність розділення, забруднення суміші.

При виборі розмірів насадки слід керуватися наступним: чим більший розмір її елементів, тим більша продуктивність колони, менший гідравлічний опір і ефективність розділення. Мілка насадка має більш високу питому поверхню та більший гідравлічний опір. Рекомендують насадки, для яких відношення максимального власного розміру до діаметру колони не перевищує 0,125.

При розділенні компонентів з близькою леткістю використовують високоефективні насадки – кільця Діксон і Борад, насадки Стедмана та Гудлое [2,6]. У багатотоннажних виробництвах застосовують насадку Спрейпак, плоскопаралельну або насадку із скловолокон. При невеликому перепаду тисків у колоні краще використовувати більш дешеві та доступні насадки – кільця Рашига, Лесінга, Паля, кокс, кварц, гравій.

При виборі матеріалу насадки слід враховувати умови експлуатації – продуктивність, температуру, наявність забруднень, агресивність речовин.

Металеву насадку застосовують в апаратах, де можливе утворення осаду та виникає потреба в частій чистці апарата, а також у вакуумних колонах.

Графіт, кварц, пластмаси доцільно примінять для високоагресивних середовищ. Крім того, насадки із полімерів термічно нестійкі і не достатньо ефективно змочуються. Найбільш дешевим і розповсюдженим матеріалом насадок є фарфор і кераміка.

Враховуючи деякі особливості процесу розділення суміші сірковуглець–тетрахлорметан (продуктивність, температуру кипіння, ступінь розділення та ін.), приймаємо керамічні кільця Рашига розміром 35354 мм [1].

1.5 Вибір робочих умов процесу

Процеси ректифікації здійснюють під атмосферним тиском, підвищеним або під вакуумом.

Тиск більший за атмосферний застосовують для сумішей, які є газоподібними при нормальних температурах. Ректифікацію під вакуумом доцільно застосовувати для суміші висококиплячих рідин.

Так, як температура кипіння висококиплячого компоненту (тетрахлорметану) становить 76,75⁰С, то приймаємо тиск у колоні атмосферним.

В якості гріючого агента, який подаємо в куб-кип'ятильник установки, приймаємо насичену водяну пару, як більш доступну та дешеву за інші теплоносії (електронагрів, димові гази). Тиск і температура пари будуть уточнені нижче.

В дефлегматорі пара, яка надходить із колони, може бути сконденсованою частково або повністю. У першому випадку частина конденсату відповідає кількості флегми, яка повертається в колону, а несконденсована пара охолоджується і конденсується в холодильнику-конденсаторі. У другому випадку, частина конденсату, яка залишилась після відділення флегми, є дистилятом і направляється в холодильник дистиляту. Дефлегматор при цьому може бути розміщений не на самій колоні, а за її межами, що більш економічно в умовах помірного клімату.

В якості охолоджуючого агенту приймаємо технічну воду оборотного циклу підприємства. Початкова температура води t_в_п=20⁰С. З умови запобігання утворення осаду або накипу кінцеву температуру води приймаємо t_в_к = 45⁰С.

1.6 Вибір матеріалу корпусу та вузлів ректифікаційної колони

Компоненти суміші сірковуглець–тетрахлорметан не є агресивними рідинами [1,5], тому в якості матеріалу для оболонки (корпусу), тарілок, дна, кришки, люків, фланців приймаємо сталь ВМСт.3кп, ГОСТ 380-60, для якої номінальне допустиме напруження на розрив складає [σ] = 135 Мн/м² при t=100⁰С [5].

2. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗРАХУНОК УСТАНОВКИ

2.1 Матеріальний розрахунок

2.1.1 Розрахунок витрати дистиляту та кубового залишку

Витрати дистиляту та кубового залишку знаходимо із рівняння матеріального балансу [2]:

. (2.1)