Вход

Расчет и подбор ректификационной колонны для разделения смеси ацетон-метанол

Курсовая работа по химии
Дата добавления: 12 мая 2009
Язык курсовой: Русский
Word, rtf, 216 кб (архив zip, 29 кб)
Курсовую можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу

Московская государственная академия тонкой химической технологии

им. М.В Ломоносова


Кафедра ПАХТ



Расчет ректификационной установки





Студент группы ХТ-301

Нуколов В.Ю.

Преподаватель: Сайфулин Д.М.












Москва 2002


Схема ректификационной установки непрерывного действия


Исходные данные:


Ацетон-Метанол

Ацетон – легко кипящий компонент (ЛКК)

Метанол – тяжело кипящий компонент (ТКК)

W1 = 8000 (кг/час)

а1 = 36.0 (%вес)

а0 = 5.0 (%вес)

а2 = 85 (%вес)

Pгп = 3.0 (ата)

tн = t1

Ma = 58 (г/моль)

Mв = 32 (г/моль)


Материальный баланс процесса


Перевод весовых концентраций в мольные:


X1 = (а1/Ma)/(a1/Ma)+(1-a1/Mв) = 0.24 мд = 24 (% мольн)

X0 = (а0/Ma)/(a0/Ma)+(1-a0/Mв) = 0.028 мд = 2.8 (% мольн)

X2 = (а2/Ma)/(a2/Ma)+(1-a2/Mв) = 0.76 мд = 76 (% мольн)

W1= W0 + П

W1*X1 = W0*X0 + П*X2

1/M1=a1/Ma + (1-a1)/Mв = 0.0262 => М1 = 38.17 г/моль

W1[кг/час] = 2.2[кг/сек]

W1[кмоль/сек] = W1[кг/сек]/M1 = 0.058 кмоль/сек

W0 = W1*(X2-X1)/(X2-X0) = 0.041 кмоль/сек

П =W1*(X1-X0/X2-X0) = 0.017 кмоль.сек


Проверка баланса:


W1 = W0 + П = 0.058 кмоль/сек => баланс сошелся


Построение рабочих линий процесса


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 = y2/(R + 1) + R/(R + 1) * x (R = W/П)

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

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

Решив системы (I) и (II) получим:

x = y2

b = y2/(R + 1)

Rmin = (y2 – y1)/(y1 –x1) = 3 => R = 1.3 * Rmin + 0.3 = 4.2 => b = 0.15


Определение числа теоретических тарелок в укрепляющей и отгонной колоннах


Nтеор(у.к) = 18

Nтеор(о.к) = 7


Определение числа действительных тарелок


Xср = (X1 + X2)/2 = 0.5 мд

=> Yср = 0.58 мд

=> tср = 56 0С

?ср(у.к) = (Yср – (Yср * Xср))/(Xср –(Yср * Xср)) = 1.38

tср = 56 0С => (ПРН)

=> ?ацет = 0.236 сП ; ?мет = 0.385 сП

?см = (?ацет ^ Xср) * (?мет ^ (1-Xср)) = 0.3 сП

[?ср(у.к) * ?см] = 0.414

?т(у.к) = 0.51 – 0.325 * Lg[?ср(у.к) * ?см] = 0.63

Nдейств(у.к) = Nтеор(у.к)/ ?т(у.к) = 28.6 принимаем 29

Xср = (X0 + X1)/2 = 0.134 мд

=> Yср = 0.24 мд

=> tср =61 0С

?ср(о.к) = (Yср – (Yср * Xср))/(Xср –(Yср * Xср)) = 2.08

tср = 61 0С => (ПРН)

=> ?ацет = 0.23 сП ; ?мет = 0.351 сП

?см = (?ацет ^ Xср) * (?мет ^ (1-Xср)) = 0.33 сП

[?ср(о.к) * ?см] = 0.69

?т(о.к) = 0.51 – 0.325 * Lg[?ср(о.к) * ?см] = 0.56

Nдейств(о.к) = Nтеор(о.к)/ ?т(о.к) = 12.5 принимаем 13


Определение диаметра колонны


Д = П(R + 1) = 0.088 кмоль/сек

Д * 22.4 *((273 + t2)/273) * 1/Pраб = (ПDк^2)/4 * Wп

Y2 = X2 => t2= 550C

Wп = 0.059SQR(?ж/?п * hт) hт = 0.4м

1/??ж = a2/?ацет + (1 – а2)/?мет = 1.24 * 10^(-3)

?ж = 808 кг/м3

?п = P/RT = 2.2 кг/м3

Wп = 0.72 м/сек

Dк(в) = 2.05 м

Д * 22.4 *((273 + t2)/273) * 1/Pраб = (ПDк^2)/4 * Wп

t0= 64.20C

Wп = 0.059SQR(?ж/?п * hт) hт = 0.4м

1/??ж = a0/?ацет + (1 – а0)/?мет = 1.25 * 10^(-3)

?ж = 800 кг/м3

?п = P/RT = 1.18 кг/м3

Wп = 0.97 м/сек

Dк(н) = 1.79 м

Dк(в) = 2.05 м

Dк(н) = 1.79 м => Dк = 2050мм

Hраб = (Nдейств – 1) * hт = 16.4 м


Тепловой баланс колонны


Qрект + W1q1 + Wq2 =Дi2 + W0q0

Д = П(R + 1) W = ПR i2 = q2 + r2

Qрект = ПR r2 + Пi2 + W0 q0 –W1q1

t0 = 64.20C => Cацет = 0.56 * 4.19 * 58 = 136.1 кДж/кмоль К

Смет = 0.65 * 4.19 * 32 = 87.2 кДж/кмоль К

С0 = Cацет * X0 + Смет * (1- X0) = 88.6 кДж/кмоль К

q0 = C0 * t0 = 5688.12 кДж/кмоль

r2 = rацет * y2 + rмет(1 – y2)

t2 = 55 0C => rацет = 519.6 кДж/кг

rмет = 1110.4 кДж/кг

r2 = 31431.8 кДж/кмол

С1 = Сацет * Х1 + Смет (1 – Х1) = 98. 9 кДж/кмоль К

С2 = Сацет * Х2 + Смет (1 – Х2) = 124. 4 кДж/кмоль К

i2 = q2 + r2 = C2 * t2 + r2 = 38273.8

q1 = C1 * t1 = 5835.1 кДж/кмоль К

Qрект = 2790 кДж/сек

Qконд = Д * r2 = П * (R +1) * r2 = 2778.57 кДж/сек

Проверяем: Qрект = Qконд верно


Поверхность кубового кипятильника


Pгп = 3 ата => tгп = 132.90C

t0 = 64.20C

?t = tгп - t0 = 68.70C

Fкуба = Qрект/Куба*?t= 36.9 м2

Dгп = 1.05* Qрект/r гп = 1.35


Конденсатор


Gводы = Qконд / (Своды * (tв’’ – tв’)) = 33.16 кг/сек

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

F = Qконд / Kконд * ?t = 117м2

© Рефератбанк, 2002 - 2017