Расчет ректификации смеси метанол этанол Содержание. Условие задачи. 2 Схема ректификационной установки 3 Исходные данные: 3 Равновесные данные: 4 1. Построение диаграмм x-y и x,y - t по равновесным данным. 4 Диаграмма 1 4 Диаграмма 2 4 2. Пересчет из абсолютных концентраций в мольные. 4 3. Расчет минимального флегмового числа. 5 4. Расчет рабочего флегмового числа. 5 5. Построение рабочей линии. 5 6. Расчет КПД тарелок. 5 7. Определение числа тарелок. 6 8. Расчет потоков дистиллята и кубового остатка. 5 9. Расчет габаритов колонны 6 а) Расчет для верха колонны. 6 б) Расчет диаметра низа колонны. 7 10. Расчет высоты тарельчатой части. 7 11. Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе. 8 12. Расчет средней движущей силы теплопереноса. 7 13. Расход охлаждающей воды. 7 14. Поверхность теплообмена конденсатора. 8 Список литературы 9 Условие задачи. Рассчитать тарельчатую ректификационную колонну непрерывного действия для разделения бинарной смеси метанол – этанол , подаваемой в колонну при температуре равной температуре кипения. Колонна работает под атмосферным давлением. Исходные данные : расход g 1 = 4,2 кг/с , процентные массовые концентрации: исходной смеси a 1 = 32% , дистиллята a 2 = 95% , кубового остатка a 0 = 2% , коэффициент избытка флегмы  4 , давление греющего пара P гр =1,5 ата , начальная температура охлаждающей смеси t ’ в = 18 0 C . Определить: 1. Реальное и теоретическое число тарелок в отгонной и укрепляющих частях; 2. Диаметр верха и низа колонны и высоту тарельчатой части; 3. Расход охлаждающей воды в конденсаторе (температурой воды на выходе из конденсатора задаться); 4. Рассчитать поверхность теплообмена конденсатора. Схема ректификационной установки Gв tв ’ Gв tв ’’ W1 a1 W0 a0 Исходные данные: g1 = 4,2 кг / час ; ao = 1 %; a1 = 32 %; a2 = 95 %; 4 P гр =1,5 ата t в ’ = 18 o C; K = 900 t в ’’ = 40 o C ( задаемся) ; · Равновесные данные: x% 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 y% 0 7,4 14,3 27,1 39,6 51,5 62,5 72,3 79,8 86,6 93,2 100 t o C 78,3 77,2 76,5 75,0 73,6 72,2 70,8 69,4 68,2 66,9 65,9 64,5 1. Построение диаграмм x-y и x,y - t по равновесным данным. Диаграмма 1 Диаграмма 2 2. Пересчет из абсолютных концентраций в мольные. 3. Расчет минимального флегмового числа. 4. Расчет рабочего флегмового числа. 5. Построение рабочей линии. 6. Расчет КПД тарелок. (из диаграммы x,y – t). Все данные берутся при t 1 : [2, стр. 529, рис. V]. [2, стр.538-539, рис. XIV]. КПД находим по графику ([2, стр. 302, рис. 7-2]): h = 0,49 . 7. Определение числа тарелок. 8. Расчет потоков дистиллята и кубового остатка. кг/с кг/с Проверка: W 1 = П +W0 = 4,2 9. Расчет габаритов колонны С – коэффициент, зависящий от конфигурации тарелок, С = f(h). Принимаем h = 0,4 мм, тогда С = 0,044. [2, стр. 301]. а) Расчет для верха колонны. T2 = 273,2 + t2 t2 находим по диаграмме x,y – t (смотрим по x2 ). t2 = 65,7 0 C . T2 = 273,2 + 65,7 = 338,9 K. Справочные данные для верха колонны берутся для t2 = 56,3 0 C . [2, табл. IV]. б) Расчет диаметра низа колонны. t0 находим по диаграмме x,y – t (смотрим по x0 ). t0 = 78,0 0 C . T0 = 273,2 + 78,0 = 351,2 K. Справочные данные для верха колонны берутся для t0 = 77,2 0 C . [2, табл. IV]. Так как, Далее смотрим каталог: · dв = 4,8 м · dн = 3,8 м Выбираем диаметр колонны по большему, т.е. dк = 3,8 м. 10. Расчет высоты тарельчатой части. 11. Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе. Значения удельных теплот конденсации ацетона и этанола берутся при t2 = 65,7 0 C. [2 , табл. XLV ]. 180 C 400 C 64,50 C t0 C t0 C 12 Расчет средней движущей силы теплопереноса. F 13 . Расход охлаждающей воды. 1 4. Поверхность теплообмена конденсатора. Список литературы. 1. Рамм, Планковский. Справочник теплофизических свойстсв органических вещестсв. 2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Издательство «Химия», 1981.