Курсовая работа
«Расчет ректификационной колонны для разделения бинарной смеси бензол-толуол»
- 48 страниц
1. Ведение. Ректификация. Контактные устройства….….
2. Цель. Исходные данные….
3.
Расчетная часть….….
3.1 Построение зависимости давлений насыщенных паров от температуры, построение изобары, комбинированной,
и x-y-диаграммы….
3.2. Расчет однократного испарения бинарной смеси….
3.3 Расчет материального баланса ректификационной колонны.
3.4 Расчет теплового баланса ректификационной колонны
3.5 Расчет режима полного орошения.
3.6 Расчет числа тарелок на комбинированной и x-y диаграмме.
3.7 Расчет профиля концентраций и нагрузок по высоте колонны.
3.8 Расчет фактического числа тарелок.
3.9 Расчет диаметра колонны.
3.10 Расчет высоты ректификационной колонны.
3.11 Расчет конденсатора-холодильника.
3.12 Расчет кипятильника.
3.13 Расчет диаметров штуцеров.
3.14 Графическая схема колонны
4 Выводы
Список использованной литературы.
Ректификация – диффузионный процесс разделения жидкостей, различающихся по температурам кипения, который осуществляется путем противоточного, многократного ступенчатого или непрерыв-ного контактирования паров и жидкости. Этот процесс в основном протекает в аппаратах колонного типа. Сырье в колонну подается в виде жидкости, пара или их смеси. В результате контакта пара и жидкости изменяется состав паровой и жидкой фаз, при этом пары обогащаются НКК, а жидкость – ВКК. Контактирование пара и жидкости в колонне осуществляется через контактные устройства, различают – тарельчатые, пленочные и насадочные колонны. От эффективности работы контактных устройств зависят материальные, энергетические, трудовые затраты и качество нефтепродуктов.
При выборе контактных устройств обычно руководствуются следующими показателями:
- производительность;
- гидравлическое сопротивление;
- диапазон рабочих нагрузок;
- металлоемкость;
- простота конструкции и т.д.
2. Цель. Исходные данные для расчета.
Цель. Рассчитать основные показатели работы и размеры ректификационной колонны для разделения бинарной смеси бензол-толуол.
Исходные данные. Расчет основных показателей работы и размеров ректификационной колонны будем производить по следующим исходным данным:
- давление в середине колонны р = 1,20 ата;
- мольная доля бензола в сырье х'F = 0,49;
- мольная доля отгона е' = 0,44;
- мольная доля бензола в дистилляте y'D = 0,977;
- мольная доля бензола в остатке х'W = 0,032;
- коэффициент избытка теплоподвода n' = 1,32;
- производительность колонны F = 18,5 т/ч.
3. Расчетная часть.
3.1 Построение зависимости давлений насыщенных паров от температуры, построение изобары, комбинированной, и x-y-диаграммы.
В расчетной практике зависимость между температурой t, °C, и давлением насыщенных паров компонента P представляется в виде эмпирических уравнений, например, уравнения Антуана
, (1)
, (1')
где А,В,С – эмпирические величины, постоянные для каждого вещества.
Таблица 1. Коэффициенты к уравнению Антуана, плотность и молекулярные массы компонентов.
Название компонента Коэффициенты к уравнению Антуана
М, г/моль
А, ата В, ата С, ата
Бензол 4,03129 1214,65 221,205 0,8790 78
Толуол 4,07427 1345,09 219,516 0,8669 92
Для определения температур кипения низкокипящего и высококипящего компонентов, то есть крайних точек кривых изобар (изобарных температурных кривых), при заданном рабочем давлении уравнение Антуана надо решить относительно температуры t. Для этого вместо давления насыщенных паров компонента Р в уравнение (1) подставим давление в середине колонны р в физических атмосферах.
. (1'')
Температура кипения бензола
tкипБ 86,1373°C.
Температура кипения толуола
tкипТ = 120,1699°С.
Таким образом, в данной бинарной системе низкокипящим компонентом является бензол, высококипящим – толуол.
В пределах рассчитанных температур компонентов зададимся пятью температурами. Температуры будут меняться со следующим шагом:
6,8065 °С.
При каждой температуре из интервала по уравнению (1') рассчитаем давление насыщенных паров компонентов:
t = 86,1373°C, 1,2000 ата,
0,4716 ата;
t = 92,9438°C, 1,4615 ата,
0,5880 ата;
t = 99,7503°C, 1,7652 ата,
0,7264 ата;
t = 106,5568°C, 2,1154 ата,
0,8895 ата;
t = 113,3633°C, 2,5164 ата,
1,0801 ата;
t = 120,1698°C, 2,9728 ата,
1,3015 ата;
Полученные результаты занесем в таблицу 2.
Для расчета мольных долей бензола и толуола в жидкой и паровой фазах используем закон Рауля:
В данной работе графо-аналитическим способом мы провели расчет ректификационной колонны для разделения бинарной смеси бензол-толуол. Определили основные показатели работы колонны и ее основные размеры.
Колонна для разделения данной бинарной смеси имеет высоту 18 м и диаметр 1,8 м. Число теоретических тарелок в данной колонне составило 15, число фактических тарелок – 32.
Температура верха колонны составила 87,2 °С, температура низа - 117,2 °С. Внизу колонны концентрируется высококипящий компонент (толуол), вверху концентрируется низкокипящий компонент (бензол). Из расчета объемных расходов пара и жидкости по высоте колонны сделали вывод, что расход жидкости больше в нижней части колонны, а расход пара – в верхней.
Рассчитали диаметры штуцеров. Определили поверхности конденсатора-холодильника и кипятильника, необходимые для создания противотока, они составили FК-Х = 201,63 м2, = 50,352 м2. Также мы рассчитали расходы воды и водяного пара : ,
1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.:Химия, 1971 г.
2. Скобло А.И., Трегубова И.А., Молоканов Ю.К. Процессы и
аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической
промышленности. – М.:Химия, 1982 г.
3. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи
по курсу процессов и аппаратов химической технологии. –
Ленинград.:Химия, 1987 г.
Расчеты прилагаются (Excel)
| Тема: | «Расчет ректификационной колонны для разделения бинарной смеси бензол-толуол» | |
| Раздел: | Промышленность и Производство | |
| Тип: | Курсовая работа | |
| Страниц: | 48 | |
| Цена: | 1400 руб. |
Закажите авторскую работу по вашему заданию.
- Цены ниже рыночных
- Удобный личный кабинет
- Необходимый уровень антиплагиата
- Прямое общение с исполнителем вашей работы
- Бесплатные доработки и консультации
- Минимальные сроки выполнения
Мы уже помогли 24535 студентам
Средний балл наших работ
- 4.89 из 5
написания вашей работы
682 автора
помогают студентам
23 задания
за последние сутки
10 минут
среднее время отклика
Задача/Задачи
«ЗАДАЧИ ПАВЛОВ, РОМАНКОВ РАЗДЕЛ 7 Ректификация»Отчет по практике
«Производство спирта этилового ректификованного пищевого производительностью 6000 дал в сутки брагоректификацией»Задача/Задачи
«ЗАДАЧИ ПАВЛОВ РОМАНКОВ РАЗДЕЛ 4 Теплопередача»Отчет по практике
«Установка комплексной подготовки нефти Карабашской установки»Курсовая работа
«Технология жидкофазного хлорирования»