Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 27
Цель работы:
Рассчитать комплекс для разделения трёхкомпонентной смеси из двух ректификационных колонн. Для каждой колонны рассчитать оптимальное число тарелок и зону питания. Выбрать, какой тип разделения оптимален по энергозатратам. Исходные данные:
Поток питания: F = 150 кмоль/час; Состав исходной смеси: ХF
метилформиата
= 0,4 мол.д.; ХF
метилацетат
= 0,3 мол.д.; ХF
пропилформиат
= 0,3 мол.д. Требуемая чистота разделения: Хпродукта
=0,99 м.д. Таблица 1.
Коэффициенты уравнения Антуана и температуры кипения чистых веществ. В качестве термодинамической модели выбираем модель UNIFAC. Первое заданное разделение:
Проводим поверочный расчёт первой колонны и добиваемся чистоты легкокипящего продукта (метилформиат) в дистилляте 0,99 м.д. Затем проводим проектно-поверочный расчёт первой колонны, результаты которого представлены в табл.2. Таблица 2.
Результаты проектно-поверочного расчёта для первой колонны при первом заданном разделении. На основании табл.2 построены графики зависимости величины тепловой нагрузки на кипятильник и величины флегмового числа от количества теоретических тарелок, На основании зависимости величины тепловой нагрузки на кипятильник от общего числа теоретических тарелок можно сделать вывод о том, что оптимальное число теоретических тарелок в первой колонне при первом заданном разделении – это 20, а оптимальная тарелка питания в этом случае – 10ая. Проводим поверочный и проектно-поверочный расчёт для второй колонны. Результаты проектно-поверочного расчёта представлены в табл.3. Таблица 3.
Результаты проектно-поверочного расчёта для второй колонны при первом заданном разделении На основании табл.3 построены графики зависимости величины тепловой нагрузки на конденсатор и величины флегмового числа от количества теоретических тарелок, представленные на рис.3 и 4. Рис. 4. Зависимость величины тепловой нагрузки на кипятильник, Q
кип
,
МВт
,
от общего количества теоретических тарелок во второй колонне при первом заданном разделении На основании зависимости величины тепловой нагрузки на конденсатор от общего числа теоретических тарелок можно сделать вывод о том, что оптимальное число теоретических тарелок во второй колонне при первом заданном разделении – это 20, а оптимальная тарелка питания – 10ая. Схема рассчитанного комплекса представлена на рис.5. Второе заданное разделение:
Проводим поверочный расчёт первой колонны и добиваемся чистоты тяжелокипящего продукта (пропилформиат) в кубе 0,99 м.д. Затем проводим проектно-поверочный расчёт первой колонны, результаты которого представлены в табл.4. Таблица 4.
Результаты проектно-поверочного расчёта для первой колонны при втором заданном разделении. На основании табл. 4 построены графики зависимости величины тепловой нагрузки на конденсатор и величины флегмового числа от количества теоретических тарелок, представленные на рис. 6 и 7. На основании зависимости величины тепловой нагрузки на конденсатор от общего числа теоретических тарелок можно сделать вывод о том, что оптимальное число теоретических тарелок в первой колонне при втором заданном разделении – это 22, а оптимальная тарелка питания– 11ая. Проводим поверочный и проектно-поверочный расчёт для второй колонны. Результаты проектно-поверочного расчёта представлены в табл.5. Таблица 5.
Результаты проектно-поверочного расчёта для второй колонны при втором заданном разделении. На основании табл.5 построены графики зависимости величины тепловой нагрузки на конденсатор и величины флегмового числа от количества теоретических тарелок, представленные на рис.8 и 9. На основании зависимости величины тепловой нагрузки на конденсатор от общего числа теоретических тарелок можно сделать вывод о том, что оптимальное число теоретических тарелок во второй колонне при втором заданном разделении – это 25, а оптимальная тарелка питания – 12ая. Выводы:
В табл.6. сведены итоги расчёта схемы разделения трёхкомпонентной смеси метилформиат-метилацетат-пропилформиат по первому и второму заданному разделению. Таблица 6.
Итоги расчёта. По суммарной нагрузке на конденсатор в обеих колоннах можно сделать вывод, что первое заданное разделение будет менее энергозатратно. Таким образом, параметры схемы разделения смеси метилформиат-метилацетат-пропилформиат таковы: 1 колонна: H = 20 тарелок; Nпитания
= 10 тарелка; 2 колонна: H = 20 тарелок; Nпитания
= 10 тарелка;
|