(2.33)
В
Втрати теплоти приймаємо рівними 3% від її витрати в кубі.
Витрата теплоти в кубі колони з урахуванням теплових втрат визначаємо за формулою (2.27):
В
Витрата пари, що гріє в кубі колони за формулою (2.28):
де, rгр.п = 2206 * 103 Дж/кг (визначається з довід. по tw = 98,4 В° C при t = 119,6 В° С);
В
Беручи підвищення температури води в холодильнику на 20 В° С, визначаємо витрата води:
в дефлегматоре по формулою:
(2.34)
де,
Cpв - теплоємність води, 4190 Дж/кг * К.
В
в холодильнику дистиляту
(2.35) <В
в холодильнику кубового залишку
(2.36)
В
Загальна витрата води дорівнює:
В
2.3 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗРАХУНОК
1. Визначення обсягів пари і рідини, що проходять через колону
Спочатку визначимо молярний маси рідин і пари, середні молярний і масові концентрації рідин і парів в колоні.
Середній мольний склад рідини:
у верхній частині колони визначається
(2.37)
де, xf, xp - мольний складу вихідної суміші і дистиляту. br/>В
в нижній частині колони по формулою:
(2.38)
де, xw, xf - мольний складу кубового залишку та вихідної суміші. br/>В
Середній масовий склад рідини:
у верхній частини колони за формулою:
(2.39)
де, - масовий склад вихідної суміші та дистиляту.
В
в нижній частині колони
(2.40) br/>
де, - масовий склад вихідної суміші і кубового залишку.
В
Середня мольна маса рідини:
у верхній частині колони
(2.41)
В
в нижній частині колони
(2.42)
В
Мольна маса:
дистиляту за формулою:
(2.43)
В
вихідної суміші:
(2.44)
В
кубового залишку
(2.45)
В
Середній мольний склад парів:
у верхній частині колони
(2.46)
В
в нижній частині колони
(2.47)
В
Середня мольна маса парів:
у верхній частині колони
(2.48)
В
в нижній частині колони
(2.49)
В
Середня щільність рідини:
у верхній частині колони
(2.50)
де, - щільність метанолу і формальдегіду, кг/м3.
Густині НК і ВК компонентів вибирають при середній температурі tср в нижній і верхній частинах колони:
(2.51)
В
Визначаємо щільність метанолу по tср за даними узятим з довідника [4, стор 68].
При температурі 60 В° С щільність дорівнює 756 кг/м3, а при температурі 80 В° С - 736 кг/м3. Знаходимо при температурі 70,9 В° С:
(756 - 736)/20 * 10,9 = 10,9;
756 - 10,9 = 745,1 кг/м3.
А при температурі 87,6 В° С:
(736 - 714)/20 * 7,6 = 8,36;
736 - +8,36 = 727,6 кг/м3.
Щільність формальдегіду беремо з довід. [4, стор 57]: при температурі 70,9 В° С щільність дорівнює 0,263 кг/м3, а при температурі 87,6 В° С - 0,131 кг/м3.
В
в нижній частині колони
(2.52)
В
Середня щільність пари по формулою:
у верхній частині колони
(2.53)
В
в нижній частині колони
(2.54)
В
Масовий витрата рідини:
у верхній частині колони
(2.54)
де, Р - продуктивність по дистилляту, кг/с;
R - флегмовое число.
В
в нижній частині колони
(2.55)
де, F - продуктивність по вихідної суміші, кг/с;
МP, Mf - мольна маса дистиляту і вихідної суміші, кг/кмоль.
В
Масовий потік пари:
у верхній частині колони
(2.56)
В
в нижній частині колони
В
(2.57)
В
2. Розрахунок швидкості пара і діаметра колони
Допустиму швидкість пари в колоні з ковпачковими тарілками знаходиться за формулою:
(2.58)
де, - допустима швидкість парів, м/с;
dk - діаметр ковпачка, м (вибираємо з довід. [2, стор 34 ] 80 мм = 0,08 м);
Ht - відстань між тарілками, м (вибираємо з довід. [2, стор 25] 0,37 м);
- середня щільність рідини пара у верху і внизу колони, кг/м3.
Для верхньої і нижньої частини колони гранична швидкість пари в колоні визначається за формулою:
В В
Відповідно до рекомендаціями робочу швидкість пар у колоні визначаємо за формулою:
(2.59)
Робочу швидкість пари в верхньої та нижньої частини колони відповідно дорівнює:
В
Діаметр колони визначається за формулою:
(2.60)
де, G - масовий потік пари ...
