додати матеріал


Розрахунок і підбір ректифікаційної колони для поділу суміші ацетон-метанол

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Московська державна академія тонкої хімічної технології

ім. М.В Ломоносова

Кафедра Пахт

Розрахунок ректифікаційної установки

Студент групи ХТ-301

Нуколов В.Ю.

Викладач: Сайфулін Д.М.

Москва 2002

Схема ректифікаційної установки безперервної дії

Вихідні дані:

Ацетон-Метанол

Ацетон - легко киплячий компонент (ЛКК)

Метанол - важко киплячий компонент (ТКК)

W 1 = 8000 (кг / год)

а 1 = 36.0 (% вага)

а 0 = 5.0 (% вага)

а 2 = 85 (% вага)

P гп = 3.0 (ата)

t н = T 1

Ma = 58 (г / моль)

M в = 32 (г / моль)

Матеріальний баланс процесу

Переклад вагових концентрацій в молярний:

X 1 = (а 1 / Ma) / (a 1 / Ma) + (1-a 1 / M в) = 0.24 мд = 24 (% мольна)

X 0 = (а 0 / Ma) / (a 0 / Ma) + (1-a 0 / M в) = 0.028 мд = 2.8 (% мольна)

X 2 = (а 2 / Ma) / (a 2 / Ma) + (1-a 2 / M в) = 0.76 мд = 76 (% мольна)

W 1 = W 0 + П

W 1 * X 1 = W 0 * X 0 + П * X 2

1 / M 1 = a 1 / Ma + (1-a 1) / M в = 0.0262 => М 1 = 38.17 г / моль

W 1 [кг / год] = 2.2 [кг / сек]

W 1 [кмоль / сек] = W 1 [кг / сек] / M 1 = 0.058 кмоль / сек

W 0 = W 1 * (X 2 - X 1) / (X 2 - X 0) = 0.041 кмоль / сек

П = W 1 * (X 1 - X 0 / X 2 - X 0) = 0.017 кмоль.сек

Перевірка балансу:

W 1 = W 0 + П = 0.058 кмоль / сек => баланс зійшовся

Побудова робочих ліній процесу

x

0

5

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

-

y

0

10,2

18,6

32

42,8

51,3

58,6

65,6

72,5

80

-

100

80

t

64,5

63,6

62,5

60

58,7

57,6

56,7

56

55,3

55,05

-

56,1

55,03

y = y 2 / (R + 1) + R / (R + 1) * x (R = W / П)

y = y2 / (R + 1) + R / (R + 1) * xy = y2 / (R + 1) + R / (R + 1) * x

y = x (I) x = 0 (II)

Вирішивши системи (I) і (II) отримаємо:

x = y 2

b = y 2 / (R + 1)

Rmin = (y 2 - y 1) / (y 1-x 1) = 3 => R = 1.3 * Rmin + 0.3 = 4.2 => b = 0.15

Визначення числа теоретичних тарілок в зміцнюючою і отгонной колонах

N теор (у.к) = 18

N теор (О.К) = 7

Визначення числа дійсних тарілок

X ср = (X 1 + X 2) / 2 = 0.5 мд

=> Y ср = 0.58 мд

=> T ср = 56 0 С

ср (у.к) = (Y ср - (Y ср * X ср)) / (X ср - (Y ср * X ср)) = 1.38

t ср = 56 0 С => (ПРН)

=>  ацето = 0.236 сП;  мет = 0.385 сП

см = ( ацето ^ X ср) * ( мет ^ (1 - X ср)) = 0.3 сП

[ ср (у.к) *  см] = 0.414

т (у.к) = 0.51 - 0.325 * Lg [ ср (у.к) *  см] = 0.63

N дійств (у.к) = N теор (у.к) /  т (у.к) = 28.6 приймаємо 29

X ср = (X 0 + X 1) / 2 = 0.134 мд

=> Y ср = 0.24 мд

=> T ср = 61 0 С

ср (О.К) = (Y ср - (Y ср * X ср)) / (X ср - (Y ср * X ср)) = 2.08

t ср = 61 0 С => (ПРН)

=>  ацето = 0.23 сП;  мет = 0.351 сП

см = ( ацето ^ X ср) * ( мет ^ (1 - X ср)) = 0.33 сП

[ ср (О.К) *  см] = 0.69

т (О.К) = 0.51 - 0.325 * Lg [ ср (О.К) *  см] = 0.56

N дійств (О.К) = N теор (О.К) /  т (О.К) = 12.5 приймаються 13

Визначення діаметра колони

Д = П (R + 1) = 0.088 кмоль / сек

Д * 22.4 * ((273 + t 2) / 273) * 1 / P раб = (П D к ^ 2) / 4 * W п

Y 2 = X 2 => t 2 = 55 0 C

W п = 0.059 SQR ( ж /  п * h т) h т = 0.4м

1 /   ж = a 2 /  ацето + (1 - а 2) ​​/  мет = 1.24 * 10 ^ (-3)

ж = 808 кг / м 3

п = P / RT = 2.2 кг / м 3

W п = 0.72 м / сек

D к (в) = 2.05 м

Д * 22.4 * ((273 + t 2) / 273) * 1 / P раб = (П D к ^ 2) / 4 * W п

t 0 = 64.2 0 C

W п = 0.059 SQR ( ж /  п * h т) h т = 0.4м

1 /   ж = a 0 /  ацето + (1 - а 0) /  мет = 1.25 * 10 ^ (-3)

ж = 800 кг / м 3

п = P / RT = 1.18 кг / м 3

W п = 0.97 м / сек

D к (н) = 1.79 м

D к (в) = 2.05 м

D к (н) = 1.79 м => D к = 2050мм

H раб = (N дійств - 1) * h т = 16.4 м

Тепловий баланс колони

Q ректо + W 1 q 1 + Wq 2 = Д i 2 + W 0 q 0

Д = П (R + 1) W = П R i 2 = q 2 + r 2

Q ректо = П R r 2 + П i 2 + W 0 q 0 - W 1 q 1

t 0 = 64.2 0 C => C ацето = 0.56 * 4.19 * 58 = 136.1 кДж / кмоль До

Кошторисів = 0.65 * 4.19 * 32 = 87.2 кДж / кмоль До

З 0 = C ацето * X 0 + Смет * (1 - X 0) = 88.6 кДж / кмоль До

q 0 = C 0 * t 0 = 5688.12 кДж / кмоль

r 2 = r ацето * y 2 + r мет (1 - y 2)

t 2 = 55 0 C => r ацето = 519.6 кДж / кг

r мет = 1110.4 кДж / кг

r 2 = 31431.8 кДж / кмоль

З 1 = Сацет * Х 1 + Смет (1 - Х 1) = 98. 9 кДж / кмоль До

З 2 = Сацет * Х 2 + Смет (1 - Х 2) = 124. 4 кДж / кмоль До

i 2 = q 2 + r 2 = C 2 * t 2 + r 2 = 38273.8

q 1 = C 1 * t 1 = 5835.1 кДж / кмоль До

Q ректо = 2790 кДж / сек

Q конд = Д * r 2 = П * (R +1) * r 2 = 2778.57 кДж / сек

Перевіряємо: Q ректо = Q конд вірно

Поверхня кубового кип'ятильника

P гп = 3 ата => t гп = 132 .9 0 C

t 0 = 64.2 0 C

t = t гп - t 0 = 68.7 0 C

F куба = Q ректо / Куба *  t = 36.9 м 2

D гп = 1.05 * Q ректо / r гп = 1.35

Конденсатор

G води = Q конд / (Склепіння * (t в''- t в ')) = 33.16 кг / сек

t = ( 1 -  2) / Ln ( 1 /  2) = 33.9 0 C

F = Q конд / K конд *  t = 117м2

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Курсова
25.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Розрахунок і підбір ректифікаційної колони для розділення суміші ацетон метанол
Розрахунок ректифікаційної установки для поділу бінарної суміші ацетон бензол
Розрахунок ректифікаційної установки для поділу бінарної суміші ацетон-бензол
Розрахунок ректифікаційної колони 2
Розрахунок ректифікаційної колони
Повний розрахунок ректифікаційної колони
Розрахунок ректифікації суміші метанол етанол
Розрахунок ректифікації суміші метанол етанол
Розрахунок конденсатора-холодильника парів бінарної суміші метанол-вода
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru