2.2.3. Витрата гріючої пари на перегонку

Знаходимо з виразу [6]:

кг/опер., (2.16)

де Q – загальна витрата тепла кДж/опер.;

Q = Q_нагр.+ Q_пер = 0,346∙10⁶ + 10,59·10⁶ = 10,94·10⁶ кДж/опер.

І_г.п, І_к – тепловміст гріючої пари та конденсату при

t_г.п. = t_W +(15 ÷20⁰) = 72+20 = 92⁰С;

І_г.п =2704 кДж/кг; І_к = 473,1 кДж/кг [7].

Тоді

кг/опер.,

або

кг/с.

2.2.4. Теплове навантаження дефлегматора

При повній конденсації пари, яка виходить із колони, кількість тепла, що забирає охолоджуюча вода:

, кДж/опер., (2.17)

де r_р = 346,59 кДж/кг; (п. 2.2.2).

Тоді

Q_д = 2826,09 (9,075+1) ·346,59 = 0,987 · 10⁷ кДж/опер.

2.2.5 Теплове навантаження холодильника дистиляту

Кількість тепла, що забирає охолоджуюча вода:

, кДж/опер., (2.18)

де С_Р – теплоємність дистиляту при:

,

. (2.19)

Теплоємності компонентів при t_ср = 45,5⁰С.

С_су = 0,996 кДж/кг·К; С_чху = 0,891 кДж/кг·К [7];

С_Р = 0,96·0,996 + (1–0,96)·0,891 = 0,99 кДж/кг·К;

t_рк= кінцева температура дистиляту; приймаємо t_рк=25⁰С.

Тоді

Q_Р = 2826,09 · 0,99(47-25) = 61552,24 кДж/опер=3,42 кДж/с.

2.2.6 Теплове навантаження холодильника кубового залишку

Кількість тепла, що забирає охолоджуюча вода:

кДж/опер., (2.20)

де С_W – теплоємність кубового залишку при:

,

, кДж/кг·К. (2.21)

Теплоємності компонентів при t_Wср = 58,5⁰С.

С_су = 0,996 кДж/кг·К; С_чху = 0,891 кДж/кг·К [7];

С_W = 0,04 · 0,996 + (1–0,04) · 0,891 = 0,895 кДж/кг·К.;

t _Wк –кінцева температура кубового залишку, приймаємо t _Wк=25⁰С.

Тоді

кДж/опер.

2.2.7 Витрата охолоджуючої води в дефлегматорі

Знаходимо із теплового балансу дефлегматора, за охолоджуючою водою:

Q_д = Q_в або Q_д = G_в1 ·С_в (t_вк –t_вп ). (2.22)

Звідки витрата води:

кг/опер.,

де С_в – теплоємність води; С_в = 4,18 кДж/кг·К;

t_вк – t_вп – кінцева та початкова температури охолоджуючої води;

приймаємо t_вк = 45⁰С; t_вп = 20⁰С.

Тоді

кг/опер.,

або

м³/с,

де ρ_в – густина води при , ρ_в =996 кг/м³ [7].

2.2.8 Витрата охолоджуючої води в холодильнику дистиляту

Знаходимо із теплового балансу:

Q_Р = G_в2 ·С_в (t_вк –t_вп ) кДж/опер. (2.23)

Звідки:

кг/опер.,

або

м³/с.

2.2.9 Витрата охолоджуючої води в холодильнику кубового залишку

Знаходимо із теплового балансу:

Q_W = G_в3 ·С_в (t_вк – t_вп), кДж/опер. (2.24)

Звідки

кг/опер.,

або

м³/с.

3. КОНСТРУКТИВНИЙ РОЗРАХУНОК КОЛОНИ

3.1 Діаметр колони

Знаходимо з виразу [4]

м , (3.1)

де V_п – об’ємна витрата пари, V_п = 0,442 м³/с (п. 2.1.8);

– фіктивна швидкість пари, яка розраховується за рівнянням [7]:

, (3.2)

де ₃ – швидкість захлинання насадки;

σ та V_в – питома поверхня та вільний об’єм насадки, для кілець Рашига

розміром 35354 мм σ = 140 м²/м³, V_в = 0,78 м³/м³ [7];

ρ_п – густина пари; ρ_п = 4,342 кг/м³ (п. 2.1.6);

ρ_р – густина рідини; ρ_р = 1302 кг/м³ (п. 2.1.7);

μ_р – в’язкість рідини мПа·с;

; (3.3)

х_ср – середня концентрація низькокиплячого компоненту (сірковуглецю) у рідині,

х_ср = 0,626 (мольні долі) (п.2.1.5);

μ_су, μ_чху – в’язкість компонентів при t_ср = 58⁰С;

μ_су = 0,25 μ·Па·с; μ_чху = 0,60 μ·Па·с [7];

.

Звідки: μ_р=0,347 μ·Па·с;

L та G_п – витрати рідини та пари по колоні, кг/с;

L = 1,43; G_п =0,10 (п.2.1.8, 2.1.9).

Тоді

,

,

звідки ω₃ = 0,437 м/с.

Робоча швидкість ω = (0,75÷0,9) ω₃ [7];

або ω = 0,9·0,437 = 0,393 м/с.

м.

Отриманий розмір округлюємо до найближчого стандартного:

D = 1200 мм [3].

Дійсна швидкість газу:

м/с.