Міністерство Вищої і середньої спеціальної освіти Російської Федерації
Нижегородський Державний Технічний Університет
В
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до курсової роботи з дисципліни
"ПРОЦЕСИ І АПАРАТИ "
В
Тема РОЗРАХУНОК І ПРОЕКТУВАННЯ РЕКТИФІКАЦІЙНОЇ КОЛОНИ насадочного ТИПУ
Завдання № 8
Керівник
Єпіфанова В. С.
Студент
Грудневий В.В.
Нижній Новгород
2008
ЗМІСТ
Завдання
1. Матеріальний баланс
2. Визначення швидкості пара і діаметра колони
3. Розрахунок висоти насадки
4. Розрахунок гідравлічного опору насадки
Завдання:
Розрахувати і спроектувати колону ректифікації для поділу суміші етанол-вода, надходить в кількості 10 тонн на годину. Склад вихідної суміші 40% масових етанолу і 60% масових води, кубовий залишок містить 1% масових етанолу, дистилят-94%. Ректифікація проводиться при атмосферному тиску. Нагрівання відбувається водяною парою р = 3 атм. Тип колони-насадок. br/>
I. Матеріальний баланс
Позначимо масова витрата дистиляту через G P кг/год, кубового залишку через G W кг/ч.
З рівнянь матеріального балансу ректифікаційної колони безперервної дії
F = P + W ; F x F = P x P + W x W, знаходимо
P + W = 10000 кг/год
P х 0,94 + W * 0,01 = 10000 х 0,4 ​​
W = 5806,44 кг/год
P = 4193,56
Для подальших розрахунків висловимо концентрації харчування, дистиляту і кубового залишку в мольних частках.
Харчування:
Х F = _ х F /Ме____ = 40/46, 07 = 0,868 = 0,148
х F + 100 - х F 40 + 90 0,868 +5
M е M в 46,07 18
Дистиллят:
x P = x P /М е = 94/46, 07 = 2,04 = 0,86
х P + 100 - х P 94 + 90 2,04 +0,333
M е М в 46,07 18
Кубовий залишок:
x W = х W /М е = 1/46, 07 = 0,022 = 0,004
х W + 100 - х W 1 + 99 0,022 +5,5
М е М в 46,07 18
Відносний мольний витрата харчування:
F = x P - x W = 0 , 86 - 0,004 = 0,856 = 5,944 p> x F - x W 0,148 - 0,004 0,144
Звідки знаходимо
W =
P = F - W = 5.944-4.921 = 1.023
Визначаємо мінімальне число флегми за рівнянням:
R хв = x P - y * F = 0,86 - 0,33 = 2,912
y * F - x F 0,33 - 0,148
де y * F = 0,33 - мольну частку бензолу в парі, рівноважному з рідиною харчування, визначаємо по діаграмі y * - x. (Рис.1) br/>
Визначаємо число флегми за рівнянням:
R = 1,3 R хв + 0,3 = 1,3 х 2,912 + 0,3 = 4,086
Рівняння робочих ліній:
а) верхньої (зміцнювальної частини колони)
y =
y = 0.803x + 0.169
б) нижньої (вичерпної) частини колони:
y =
y = 1,972 x - 0,004
II . Розрахунок швидкості пара і діаметра колони
Середні концентрації рідини:
а) у верхній частині колони
x ' ср = (x F + x D )/2 = (0,148 + 0,86)/2 = 0,504
b) в нижньої частини колони
x'' ср = (x F + x W )/2 = (0,148 +0,004)/2 = 0,076
Середні концентрації пара знаходимо за рівнянню робочих ліній:
а) у верхній частині колони
y ' ср = 0,803 x' ср + 0,169 = 0,803 x 0,504 + 0,169 = 0,574
б) у нижній частині колони
y'' ср = 1,972 x'' ср - 0,004 = 1,972 х 0,076 - 0,004 = 0,146
Середні температури пари визначаємо по діаграмі t - x, y
а) при y ' ср = 0,57...
