Расчет ректификационной колонны

N /z = 166 / 2 = 83.

 

Наиболее близкую к  ориентировочной поверхность теплопередачи  имеет нормализованный аппарат  с длиной труб L = 3 м; F = 31 м².

7. Рассчитаем действительное  число  Re₂:

 

8. Определим коэффициент  теплоотдачи к воде:

 

,

 

 

 Вт/м²∙К;

 

9. Коэффициент теплоотдачи  от пара, компенсирующегося на  пучке горизонтально расположенных  труб, определим по уравнению:

 

 Вт/м²·К;

 

10. Сумма термических  сопротивлений стенки труб из  нержавеющей стали равна:

 

11. Коэффициент теплопередачи:

 

 

12. Требуемая поверхность теплопередачи:

 

Конденсатор с длиной труб 2м и поверхностью 11 м² подходит с запасом:

 

5.3 Холодильник для дистиллята

 

В холодильнике происходит охлаждение дистиллята до температуры  конденсации до 30⁰С.

 

 

69 ⁰С 30⁰С

38⁰С 18⁰С

 

 

.

 

Количество тепла, отнимаемого охлаждающей уксусной кислотой от дистиллята в дефлегматоре пара, Вт:

 

.

 

Принимаем К=300Вт/м²·К.

Поверхность теплообмена  холодильника дистиллята находим из основного уравнения теплопередачи, м²:

 

.

 

C запасом принимаем одноходовой теплообменник с поверхностью F=2 м² (табл. 2, с 215 [2]).

Характеристика теплообменника

 

Поверхность теплообмена…………………………………………….2м²;

Диаметр кожуха наружный……………………………………......159мм;

Диаметр труб……………………………………………………...25 2мм;

Длина труб………………………………………………………............2м;

Количество труб……………………………………................................13.

 

5.4 Холодильник для  кубового остатка

 

В холодильнике кубового остатка происходит охлаждение кубовой  жидкости от температуры кипения  до 30⁰С.

 

101,5 ⁰С 30⁰С

38⁰С 18⁰С

 

.

 

Количество тепла, отнимаемого  охлаждающего этанола от кубовой жидкости, Вт:

.

 

Принимаем К=250Вт/м²К.

Поверхность теплообмена  холодильника кубовой жидкости, м²:

 

.

 

C запасом принимаем 2-хходовой теплообменник с поверхностью F=57 м² (табл. 2, с 215 [2]).

Характеристика теплообменника

 

Поверхность теплообмена…………………………………………57м²;

Диаметр кожуха……………………………………............................600м;

Диаметр труб……………………………………………………25 2мм;

Длина труб…………………………………………………………….3м;

Количество труб……………………………………..............................240.

 

5.5 Подогреватель

 

Служит для подогрева  исходной смеси от t_н=18-20^оС до температуры t_F=88⁰C. Исходная смесь подогревается водяным насыщенным паром с температурой 160⁰С.

 

160 ⁰С 160 ⁰С

20⁰С 88 ⁰С

 

.

 

Принимаем К=120Вт/м²·К.

Поверхность теплообмена подогревателя находим из основного уравнения теплопередачи, м²:

 

C запасом принимаем шестиходовой теплообменник с поверхностью F=46м²(табл. 2, с 215 [2]).

Характеристика теплообменника

 

Поверхность теплообмена…………………………………….46м²;

Диаметр кожуха…………………………………….................600м;

Диаметр труб……………………………………………….25 2мм;

Длина труб……………………………………………………..3м;

Количество труб……………………………………................196.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В данном курсовом проекте  приведен расчет ректификационной установки  непрерывного действия   для разделения смеси ацетон этанол. Рассчитаны геометрические параметры колонны, её гидравлические сопротивления и тепловые балансы. Также приведен расчет вспомогательного оборудования.

            При расчете были получены  следующие данные:

• диаметр колонны – 2600 мм ;

• высота колонны –  9,9м;

• флегмовое число – 4,83;

• скорость пара в колонне – 1,647  .

• число тарелок: всего – 54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                             Список литературы

 

1.  Расчет ректификационной колонны с различными контактными устройствами: Учебное пособие по курсу «Процессы и аппараты химических производств»/ Т.В. Борисова, М.К. Шайхатдинова, С.М. Воронин – Красноярск: СибГТУ, 2001. – 87 с.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов под ред. чл. корр.АН России П.Г. Романкова. –   12 –е изд., стереотипное. Перепечатка с издания 1987г. М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 576с.
3. Массообменные процессы: Учебное пособие по курсу «Процессы и аппараты химических производств» Ч.2/ Л.И.Ченцова и др. Под общ.ред. Левина Б.Д.-Красноярск: СибГТУ, 2004.-237с.
4. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по пректированию/ 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. – 496с.