- •«Расчёт бинарной ректификации смеси бензол – уксусная кислота»
- •6. Выбор точек контроля за проведением процесса 79
- •1. Введение
- •Выбор конструкционного материала аппарата
- •2. Задание
- •3. Расчёт ректификационной колонны
- •3.1. Материальный баланс
- •3.2. Построение диаграмм состава и состояния системы
- •3.4. Расчёт уравнений рабочих линий колонны
- •3.5. Определение рабочего флегмового числа
- •3.6. Расчёт средних массовых потоков жидкости и пара
- •3.7. Расчёт допустимой скорости пара и диаметра колонны
- •3.3. Определение минимального флегмового числа
- •3.8. Характеристика контактных элементов колонны
- •3.9. Проверочный расчёт расстояния между тарелками
- •3.10. Определение рабочих характеристик тарелок
- •3.11. Расчёт числа реальных тарелок
- •3.11.1. Определение коэффициентов массоотдачи
- •3.11.2. Расчёт кпд тарелок по Мэрфри
- •3.11.3. Построение кинетической кривой
- •3.12. Определение гидравлического сопротивления колонны
- •4.1.2. Расчёт конденсатора-дефлегматора
- •4.1.3. Расчёт кипятильника
- •4.1.4. Расчёт холодильника дистиллята
- •4.1.5. Расчет холодильника кубового остатка
- •4.2. Расчёт диаметров трубопроводов
- •4.3. Расчёт насосного оборудования
- •4.3.1 Расчет насосов для подачи исходного сырья
- •4.3.2 Расчёт насоса для возврата потока флегмы в колонну
- •4.4. Подбор ёмкостей для сбора продуктов и хранения сырья
- •4.5. Подбор конденсатоотводчиков
- •4.6. Расчёт толщины теплоизоляции для основных аппаратов
- •5. Выбор точек контроля за проведением процесса
- •5. Механический расчет
- •5.1 Расчет толщины обечайки
- •5.2. Расчет толщины днища и крышки
- •5.3. Подбор фланца на крышке
- •5.4. Подбор опоры колонны
- •6. Выбор точек контроля за проведением процесса
- •Приложение №1. Расчёт физико-химических свойств системы
- •1.1 Расчёт плотности жидкой фазы
- •1.2. Расчёт давления насыщенных паров
- •1.3. Расчёт теплоты испарения (конденсации)
- •1.4. Расчёт теплоёмкости идеального газа
- •1.5. Расчёт теплоёмкости жидкой фазы
- •1.6. Расчёт коэффициента динамической вязкости паровой фазы
- •1.7. Расчёт коэффициента динамической вязкости жидкой фазы
- •1.8. Расчёт коэффициента теплопроводности паровой фазы
- •1.9. Расчёт коэффициента теплопроводности жидкой фазы
- •1.10. Расчёт поверхностного натяжения
- •Приложение №2. Определение плотности компонентов
- •Приложение №3. T-y,X равновесие системы
4.3.2 Расчёт насоса для возврата потока флегмы в колонну
Насос перекачивает флегму из ёмкости Е2 в колонну.
Величина подачи:
Напор рассчитываем по формуле для проектируемого насоса:
- геометрическая высота
подачи на 20 тарелку (считая снизу) колонны
– давление в емкости равно давлению в колонне, значит
Н =
Потери напора:
,
где – коэффициент трения
L – длина трубопровода
– диаметр трубопровода
W –скорость жидкости в трубопроводе
- сумма местных
сопротивлений на пути жидкости в
трубопроводе
Т.к. геометрически насос установлен близко к емкости, то потерями на трение во всасывающем трубопроводе можно пренебречь по сравнению с общими потерями на трение.
Коэффициент трения рассчитывается, как:
dэ = 33 мм = 0.033 м
Местные сопротивления потоку жидкости:
при
1. вход из Р в трубу:
2. выход из трубы в колонну:
3.
поворот трубы:
4.
вентиль нормальный:
По Q и H из «Технических характеристик центробежных насосов» (стр.38 [1]):
Выбираем центробежный насос марки Х8/18 с характеристиками:
величина
подачи:
напор:
число оборотов рабочего колеса:
мощность, передаваемая насосу:
КПД
двигателя:
КПД
передачи двигатель-насос:
(т.к. двигатель и насос на общем валу).
Мощность насосной установки:
4.4. Подбор ёмкостей для сбора продуктов и хранения сырья
Необходимо подобрать ёмкости для исходной смеси, дистиллята и кубового остатка, которые будут обеспечивать бесперебойную работу ректификационной установки в течении часа после аварийного прекращения подачи питания.
, где
G - расход жидкости, кг с.
= 1 час = 3600 с
- плотность жидкости, кг м3.
= 0.85 - коэффициент заполнения.
Ёмкость для исходной смеси (F):
Ёмкость для сбора дистиллята (D):
Ёмкость для кубовой жидкости (W):
Сборник флегмы (Ф):
=1 м3
По ГОСТ 9931-85 подбираем ёмкости типа ГЭЭ ([5], табл. 16.2):
Основные размеры корпусов типа ГЭЭ
Емкость |
Vном, м3 |
Dв, мм |
L, мм |
l, мм |
Fв, м2 |
F |
25,0 |
2200 |
6780 |
5600 |
49,7 |
D |
6,3 |
1600 |
3350 |
2500 |
18,4 |
W |
20,0 |
2200 |
5480 |
4300 |
40,7 |
Ф |
1,0 |
1000 |
1400 |
850 |
4,99 |
4.5. Подбор конденсатоотводчиков
Конденсатоотводчики для кипятильника и подогревателя исходной смеси.
Температура
греющего
пара
на
входе
в
аппарат
131 и
147 0С,
давление
и
При
данном
давлении
устойчиво
работает
конденсатоотводчик
термодинамический
муфтовый
чугунный
типа
45ч12нж.
Расчётное количество конденсата после теплообменника:
Расход
греющего
пара
,
тогда
Давление пара перед конденсатоотводчиком:
Давление пара после конденсатоотводчика:
Условная пропускная способность:
,
где
– перепад
давления
на
конденсатоотводчике;
А = 0,8 – коэффициент, учитывающий температуру конденсата и перепад давлений на конденсатоотводчике ([4], стр. 6).
.
.
Установим 2 конденсатоотводчика по 2,5 т/ч и один 1,6 т/ч для подогревателя, и 2 конденсатоотводчика 2,5 т/ч и 1 т/ч для испарителя.
Подбор конденсатоотводчика типа 45ч12нж по [4] (стр. 7):
Размеры конденсатоотводчика термодинамического 45ч12нж
|
Dy, мм |
L, мм |
L1, мм |
D0, мм |
Hmax, мм |
H1, мм |
S, мм |
S1, мм |
2,5 |
50 |
200 |
24 |
115 |
103 |
60 |
75 |
41 |
1,6 |
40 |
170 |
22 |
105 |
89 |
42,5 |
60 |
41 |

т/ч