Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Апреля 2013 в 00:28, курсовая работа
Спроектировать ректификационную установку для непрерывного разделения смеси: бензол-уксусная кислота под атмосферным давлением. Сделать подробный расчёт ректификационной колонны и дефлегматор (режим движения воды - турбулентный). Куб-испаритель, паровой подогреватель исходной смеси, холодильники кубового остатка и дистиллята рассчитать приближенно. Выбрать стандартные аппараты. Сделать чертёж общего вида холодильника дистиллята и эскиз технологической схемы установки.
Введение…………………………………………………......................4
1 Аналитический обзор……………….………………………...…......6
1.1 Конструкции ректификационных колонн……………………....6
1.2 Конструкции ситчатых тарелок………………………………….7
2 Технологический расчет ректификационной колонны
непрерывного действия для разделения смеси бензол-уксусная
кислота………………………………………………………………10
2.1 Материальный баланс…………………...……………….….....10
2.2 Определение флегмового числа. Уравнения рабочей линии..11
2.3 Определение средних физических величин потоков пара и
жидкости…………………………………………………………….12
2.4 Тепловой расчет установки…………………………………….18
2.5 Гидравлический расчёт ректификационной установки с
ситчатыми тарелками………………………………………….
2.5.1 Определение диаметра колонны. Гидравлический расчет
тарелок……………………………………………………………….
3.5 Определение эффективности тарелок. Определение числа
действительных тарелок………………..…………………………..
3.6 Определение высоты и гидравлического сопротивления
колонны……………………………………………………………..
3.7 Подробный расчет холодильника дистиллята…...……….….15
3.8 Расчет куба-испарителя...…………………....………………...16
3.9 Расчет подогревателя исходной смеси…………...…………..16
3.10 Расчет холодильника кубового остатка ……….......…...…...19
3.11 Расчет конденсатора…………………………….……...…….20
Заключение………...………….………………………………….…...22
Список использованной литературы………….…...……….……….27
Приложения…..…………………………………………………….…30
Диаграмма равновесия жидкость-пар……………………......…...30
(80)
где внутренний диаметр труб,м;
плотность воды при
коэффициент динамической вязкости воды при .
Рассчитаем критерий Нуссельта:
(81)
где критерий Рейнольдса;
критерий Прандтля для воды при ;
отношение в этом уравнении примем равным 1.
Зная критерий Нуссельта,
определим коэффициент
(82)
где коэффициент теплопроводности воды при температуре, внутренний диаметр труб,м.
Рассчитаем коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на пучке горизонтальных труб:
(83)
где множитель, учитывающий влияние числа труб по вертикали;
примем равной 1;
коэффициент теплопроводности смеси при температуре , плотность смеси,
удельная теплота конденсации смеси, ;
ускорение свободного падения, ; коэффициент динамической вязкости смеси при температуре , ;
наружный диаметр труб,м.
3.6.4 Термическое сопротивление стенки и загрязнений
Примем тепловые проводимости загрязнений со стороны органического пара:
и со стороны воды среднего качества
Толщину слоя загрязнения примем равной 2мм. В качестве материала труб выберем сталь с коэффициентом теплопроводности λ = 46,5 Вт/(м ⋅К).
Тогда термическое сопротивление загрязнений труб:
(84)
где толщина слоя загрязнения, м;
коэффициент теплопроводности стенки.
2.4 Тепловой расчет установки
Необходимое количество теплоты, которое должно передаваться кипящей жидкости в кубе-испарителе ректификационной колонны непрерывного действия, определяем по уравнению:
где средние удельные теплоемкости исходной смеси, кубовой жидкости и дистиллята, ;
температуры кипения, ;
- количество тепла, выделяющееся при конденсации паров в конденсаторе, Вт.
Из таблицы 1 находим температуры кипения при соответствующих мольных долях:
Определяем по уравнению:
где удельная теплота парообразования паров состава в конденсаторе, , которая рассчитывается по уравнению:
где удельные теплоты парообразования бензола и уксусной кислоты при :
[метода 1054]
Находим средние удельные теплоемкости:
где удельные теплоемкости бензола и уксусной кислоты при
: [метода 1054]
где удельные теплоемкости бензола и уксусной кислоты при
: [метода 1054]
где удельные теплоемкости бензола и уксусной кислоты при
: [метода 1054]
Расход греющего пара в кубе-испарителе:
где удельная теплота парообразования греющего пара при абсолютном давлении P=2,5 атм.,
[учебник с.520]