Определение скорости пара и диаметра колонны(по Павлову)

Расчет произведем по методике, предложенной в [2] .

Рассчитываем средние концентрации низкокипящего компонента в жидкости:

а) верхней (укрепляющей) части колонны:

(моль)

б) нижней (исчерпывающей) части колонны:

(моль)

Средние температуры пара определяем по t - x,y (Рисунок 4):

а) при

б) при

Средняя плотность жидкости в колонне, кг/м³:

где: ρ_А ,ρ_В – плотности низкокипящего и высококипящего компонентов при средней температуре в колонне, соответственно, кг/м³

а) верхней (укрепляющей) части колонны:

б) нижней (исчерпывающей) части колонны:

Для колоны в целом:

Рассчитываем средние концентрации низкокипящего компонента в паре:

y_F – концентрация низкокипящего компонента в паре на питающей тарелке. Определяется в точке пересечения линий рабочих концентраций, построенных при оптимальном флегмовом числе R=2,97

y_F =0,425

а) верхней (укрепляющей) части колонны:

(моль)

б) нижней (исчерпывающей) части колонны:

(моль)

Средние температуры пара определяем по t - x,y (рис.4):

а) при

б) при

Средние мольные массы и плотности пара:

а) в верхней части колонны

кг/моль

б)в нижней части колонны

кг/моль

Средняя плотность пара в колонне:

а) в верхней части колонны, кг/м³

;

б)в нижней части колонны, кг/м³

;

.

Средняя плотность пара в колонне, кг/м³:

Определяем скорость пара в колонне, м/ч. Принимаем расстояние между тарелками h = 500 мм. По графику [2] стр 323 находим С = 0,056 в зависимости от вида тарелок

где M_D – мольная масса дистиллята.

Объёмный расход проходящего через колонну пара при средней температуре

м³/ч

Тогда диаметр колонны, м:

По ГОСТу 9617-76 –«Сосуды и аппараты. Ряды диаметров» принимаем

D = 5600 мм. Тогда скорость пара в колонне будет, м/ч:

Заключение

В процессе проделанной работы была рассчитана ректификационная установка для разделения смеси пентан- гексан. Были получены следующие данные:

диаметр колонны - 5600 мм;

высота колонны – 23 м;

Рассчитаны материальный и баланс установки, построены - графики и таблицы.

Список литературы

1. Ченцова,Л.И. Процессы и аппараты химической технологии: учебное пособие к самостоятельной работе/ Л.И. Ченцова, М.К. Шайхудинова, В.М. Ушанова.- Красноярск: СибГТУ,2006.-267с.

2. Павлов, К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов. Перепечатка с изд. 1987г.- М.:ООО «РусМедиаКонсалт», 2004.-576с.

3. Шайхудинова М.К., Ченцова Л.И., Борисова Т.В. Процессыи аппараты химической технологии. Расчет выпарной установки: учебное пособие к выполнению курсового проекта.-Красноярск: СибГТУ, 2005.- 80с.

4. Левин Б.Д., Ченцова Л.И., Шайхутдинова М.Н., Ушанова В.М. процессы и аппараты химических и биологических технологий. Учеб. пособие для студентов химических специальностей вузов / Под общ. ред. д-ра. хим. Наук С.М. Репяха. – Красноярск: Сибирский государственный технологический университет, 2002. - 430с.

5. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. – 496 с.