МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ФАРМАЦЕВТИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Курсова робота
по ПАХТ
Студентки 4 курсу
групи ТФП
заочного відділення НФаУ
факультету промислової фармації
Кайда Юлія Володимирівна
Харків 2008
Вихідні дані
Розділюваний суміш: толуол - хлорбензол.
М (С 6 Н 5 СН 3 ) = 12 в€™ 6 +5 + 12 +3 = 92 г/моль (легколетучий);
М (С 6 Н 5 Cl) = 12 в€™ 6 + 5 + 35 в€™ 5 = 112,5 г/моль (труднолетучим).
Продуктивність: 5500 т/ч.
В
Тиск пари, що гріє в кубі 3 ат.
Тиск в колоні 400 мм рт. ст.
Тип колони: колпачковая.
= 30 В° С.
1. Мета і завдання розрахунку
Метою розрахунку ректифікаційної установки безперервної дії є визначення основних розмірів обладнання, що входить в технологічну схему установки, розмірів внутрішніх пристроїв ректифікаційного апарату, мат. потоків і витрат тепла. При цьому слід пам'ятати, що ректифікація являє собою процес розділення рідких сумішей на компоненти, при якому відбувається перехід речовини з рідкої фази в парову і навпаки. У більшості випадків ректифікація здійснюється в протиточних колонах з контактними елементами.
Принципова схема ректифікаційної установки представлена ​​на малюнку 1. Вихідна суміш з проміжної ємності 1 відцентровим насосом 2 подається в теплообмінник 3, де підігрівається до температури кипіння. Нагріта суміш надходить на розділення в ректификационную колону 5 на тарілку харчування, де склад рідини дорівнює складу вихідної суміші Х Ж’ .
Стікаючи вниз по колоні, рідина взаємодіє з піднімається вгору парою, який утворюється при кипінні кубової рідини в кип'ятильник 4. Початковий склад пари приблизно дорівнює складу кубового залишку Х w , тобто збіднений легколетучим компонентом. Для більш повного збагачення верхню частину колони зрошують відповідно до заданого флегмовое числом рідини (флегміат) складу Х р , яка виходить в дефлегматоре 6 шляхом конденсації пари, що виходить з колони. Частина конденсату виходить з дефлегматора у вигляді готового продукту поділу - дистилятора, який охолоджується в теплообміннику 7 і направляється в проміжну ємність 8. З кубової частини колони насосом 11 безперервно виводиться кубова рідина - продукт, збагачений труднолетучим компонентом, який охолоджується в теплообміннику 9 і прямує в ємність 10.
Таким чином, в ректифікаційної колоні відбувається безперервний нерівноважний процес поділу вихідної бінарної суміші на дистилят з високим вмістом легколетучего компонента і кубовий залишок, збагачений труднолетучим компонентом.
При виконанні курсового проекту необхідно провести:
матеріал, гідравлічний, теплової розрахунки ректифікаційної колони;
матеріальний і тепловий розрахунки дефлегматора, підігрівача вихідної суміші і холодильників для охолодження готових продуктів розділення;
вибір живильного насоса по енергії, що витрачається конденсатовідвідника;
визначити розміри ємностей для вихідної суміші дистиляту і кубової рідини.
2. Вихідні дані до розрахунку
Вихідна суміш подається в колону на живильну тарілку при температурі кипіння на ній.
В
Рис.1. Принципова схема ректифікаційної установки безперервної дії:
1 - ємність для вихідної суміші;
2, 11 - насоси;
3 - теплообмінник-підігрівач;
4 - кип'ятильник;
5 - колона ректифікації;
6 - дефлегматор;
7 - холодильник дистиляту;
8 - ємність для збору дистиляту;
9 - холодильник кубової рідини;
10 - ємність для кубової рідини.
3. Розрахунок ректифікаційної колони
Розрахунок ректифікаційної колони зводиться до визначення основних геометричних розмірів - діаметру і висоти. Обидві ці величини визначаються навантаженням по пару і рідини, типом контактного пристрою, фізичними властивостями взаємодіючих фаз.
3.1 Розрахунок матеріальних потоків
Матеріальні розрахунки процесу ректифікації в основному виконуються в мольних кількостях. Якщо задані концентрації летючого компоненту в масових частках або відсотках, переклад в молярний частки або відсотки здійснюється по залежностях:
В В
Розрахунок середніх молекулярних мас дистиляту, вихідної суміші і кубового залишку проводиться за формулами:
В
або,
де
М ср - середня молекулярна маса поток...
