Построение диаграммы производительности тарелки

1. Предельная нагрузка по жидкости, исходя из допустимой скорости жидкости в сливе :

(1.63)

(1.643)

м³/ч

м³/ч

Меньшее из значений наносится на ось абсцисс и проводится линия А, параллельная оси ординат и ограничивающая пропускную способность слива по жидкости.

2. Построение линии В – линии захлебывания тарелки.

Произвольно выбираются два значения нагрузки по жидкости, например м³/ч и м³/ч. При выбранных нагрузках по жидкости рассчитываются величины -- по уравнению (1.57), -- по уравнению (1.58), -- по уравнению (59) и объемная нагрузка по пару в точке переброса -- по уравнению (1.68).

Для все расчеты уже были приведены ранее, значение м³/с.

Для м³/ч :

м²/ч

мм

м/с

м³/с

Точки В₁ ( ) и В₂ ( ) наносятся на диаграмму производительности тарелки и через них проводится линия захлебывания В.

3. Построение линии С₁ , ограничивающей зону эффективной работы тарелки.

При тех же выбранных нагрузках по жидкости и рассчитываются нагрузки по пару в режиме провала с использованием уравнений (1.69) и (1.70).

При = м³/ч эти расчеты уже проведены : м³/с.

При = 50 м³/с :

м/c

м³/c

4. Построение линии С₂ , ограничивающей зону устойчивой работы тарелки.

Рассчитанное ранее по уравнению (1.71) значение V_min = 0.26м³/с наносится на ось ординат и проводится прямая С₂ , параллельная оси абсцисс.

5. Построение линии D – минимальных нагрузок по жидкости.

Минимальная нагрузка по жидкости рассчитывается по уравнению :

(1.65)

Для клапанных тарелок L_V,min = 10м²/ч.

м³/ч.

Точка наносится на ось абсцисс и проводится прямая D, параллельная оси ординат.

На диаграмму производительности тарелки наносится рабочая точка М с координатами, равными рабочим нагрузкам м³/ч и V = 1.40 м³/с. Рабочая точка М находится в области удовлетворительной работы тарелки.

Для нижнего сечения колонны объемная нагрузка по жидкости = 39.4 м³/ч существенно ниже предельно допустимой нагрузки по жидкости для выбранной тарелки. Объемная нагрузка по пару для нижнего сечения V = 1.183м³/с также находится в допустимых пределах. В связи с этим поверочный гидравлический расчет нижнего сечения колонны не проводится.

Рисунок 2 - Диаграмма производительности тарелки

Расчет высоты ректификационной колонны

Полная высота колонны рассчитывается по уравнению [3] :

H_к = h₁+(N_укр—1) H + h₂ + (N_отг – 1) H + h₃ + h₄ (1.66)

где h₁ – расстояние от верхнего днища до первой ректификационной тарелки;

h₁ ³ 0.5D;

N_укр и N_отг – число тарелок в укрепляющей и отгонной секциях;

h₂ – высота секции питания; h₂ = 0.8 – 1.2 м;

h₃ – расстояние между нижней тарелкой колонны и нижним днищем;

h₄ – высота опорной части колонны; h₄ = 4 – 5 м.

Величина h₃ рассчитывается с учетом необходимого запаса жидкости на случай прекращения подачи сырья в колонну. Необходимый для этого объем нижней части колонны рассчитывается по формуле :

(1.67)

где -- объемный расход кубового остатка, м³/ч;

- запас времени (0.2 – 0.3 ч).

м³/ч

м³

м

H_к = 0.9 + (33 – 1) 0.5 + 1.0 + (31 – 1) 0.5 + 2.1 + 4.0 = 39.0 м

Приложение 1

Таблица П.1 – Константы уравнения Антуана

Имя	Формула	A	B	C
Водород	H2	13,6333	164,90	3,19
Вода	H2O	18,3036	3816,44	-46,13
Сульфид водорода	H2S	16,1040	1768,69	-26,06
Аммиак	H3N	16,9481	2132,50	-32,98
Азот	N2	14,9542	588,72	-6,60
Кислород	O2	15,4075	734,55	-6,45
Монооксид углерода	CO	14,3686	530,22	-13,15
Диоксид углерода	CO2	22,5898	3103,39	-0,16
Метан	CH4	15,2243	897,84	-7,16
Этан	C2H6	15,6637	1511,42	-17,16
Пропан	C3H8	15,7260	1872,46	-25,16
Бутан	C4H10	15,6782	2154,90	-34,42
Изобутан	C4H10	15,5381	2032,73	-33,15
Пентан	C5H12	15,8333	2477,07	-39,94
2-метилбутан	C5H12	15,6338	2348,67	-40,05
Бензол	C6H6	15,9008	2788,51	-52,36
Фенол	C6H6O	16,4279	3490,89	-98,59
Гексан	C6H14	15,8366	2697,55	-48,78
Толуол	C7H8	16,0137	3096,52	-53,67
Гептан	C7H16	15,8737	2911,32	-56,51
Стирол	C8H8	16,0193	3328,57	-63,72
Октан	C8H18	15,9426	3120,29	-63,63
Нонан	C9H20	15,9671	3291,45	-71,33
Декан	C10H22	16,0114	3456,80	-78,67