На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Курсовик Расчет ректификационной колонны непрерывного действия для разделения смеси метанол-вода, производительность по исходной смеси Gf = 5500кг/час.

Информация:

Тип работы: Курсовик. Добавлен: 29.11.2014. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):



СОРДЕРЖАНИЕ
Введение................................................................................................ с. 3

Задание.................................................................................................. с. 5

1. Технологический расчёт................................................................... с. 6

2. Определение геометрических размеров.......................................... с. 12

3. Гидравлический расчёт.................................................................... с. 15

4. Тепловой расчет................................................................................ с. 17

5. Расчет тепловой изоляции............................................................... с. 19

6. Конструктивно-механический расчёт............................................ с. 20

Заключение........................................................................................... с. 24

Литература…………………………………………………………… с. 25


























ЗАДАНИЕ
на курсовой проект по ПиАХТ на тему:

«Ректификационная колонна непрерывного действия»

Произвести расчет ректификационной колонны непрерывного действия для разделения смеси метанол-вода, производительность по исходной смеси
Gf = 5500кг/час. Тип колонны – насадочная.
Содержание НК в смеси:





Давление греющего пара .
Исходная смесь подогревается в подогревателе исходной смеси от температуры 12ос до температуры кипения при рабочем давлении в аппарате 0,1 МПа. Смесь поступает в колонну при температуре кипения.



























1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

1.1 Исходные данные

Смесь: метанол - вода
F = 5500кг/час=1,53кг/с -производительность колонны по исходной смеси;
xf = 0,15 -содержание НК в исходной смеси;
xp = 0,98 -содержание НК в продукте;
xw = 0,03 -содержание НК в кубовом остатке;
П = 105 Па -давление в колонне;
- давление греющего пара в испарителе;
- молярная масса метанола;
- молярная масса воды.


1.2 Перечень допускаемых упрощений

С целью упрощения расчетов процесса ректификации допускается принимать следующие допущения:
1. Вследствие того, что удельные мольные теплоты испарения неограниченно растворимых друг в друге компонентов смеси достаточно близки между собой, то принимается, что паровая и жидкая фазы в результате контактного тепломассообмена обмениваются между собой веществами в эквимолекулярном соотношении. Из этого следует, что мольные расходы фаз по высоте укрепляющей и исчерпывающей частей ректификационной колонны не изменяются.
2. Укрепляющим действием дефлегматора пренебрегается и считается, что состав пара дистиллята, выходящего из колонны, составы флегмы и продукта равны между собой, т.е.:

3. Составы жидкости и пара в кубе колонны равны между собой, т.е.:

4. Удельные мольные теплоты смешения компонентов незначительны и ими можно пренебречь.

1.3 Материальный баланс

Производительность колонны по дистилляту Р и кубовому остатку W определим из
уравнений материального баланса колонны:




Отсюда находим:


Для дальнейших расчетов выразим концентрации питания, дистиллята и кубового остатка в мольных долях [2, табл. 6.2]:
Питание:

Дистиллят:

Кубовый остаток:


1.4 Построение фазовых диаграмм

С целью проведения дальнейших материальных расчетов требуется построение линии равновесия и t-x-y диаграммы.
Линией равновесия называется графическое изображение зависимости . Для идеальных смесей расчеты и построение линий равновесия возможны аналитически. Для этого весь интервал температур от температуры кипения ВК до температуры кипения НК (при заданном давлении П) разбивают на ряд интервалов и для каждого значения температуры по справочнику находят соответствующие давления насыщенных паров чистых компонентов Рi0. Затем, используя закон Дальтона, а именно:

находят соответствующие значения равновесных концентраций жидкости Хнк:

После этого по уравнению

рассчитывают равновесный состав пара Унк*. Обычно расчеты проводят в табличном варианте.
Для смеси метанол-вода рассчитаем и построим линию равновесия при общем давлении П=760 мм.рт.ст.
1. Определяем температуры кипения метанола и воды при П=760 мм.рт.ст.
tкип.М= 64,50С - низкокипящий компонент НК
tкип.В.=1000С - высококипящий компонент ВК
Следовательно, линия равновесия будет выражать зависимость содержания метанола в паре (УМ*) от его содержания в жидкости (ХМ), т.е. УМ*=f(ХМ).
2. Разбиваем интервал температур от 64,50С до 1000С на ряд мелких интервалов. Необходимо отметить, что чем меньше шаг, тем выше точность построения. Обычно рекомендуется не менее десяти внутренних интервалов.
3. По справочным данным для соответствующих температур находим давления насыщенных паров метанола и воды и производим расчет.

Таблица 1.1
Расчет равновесных составов паровой и жидкой фаз
смеси метанол - вода

t,0C


мольные доли
64,5 1 1
66,0 0,9 0,958
67,5 0,8 0,915
69,3 0,7 0,870
71,2 0,6 0,825
73,1 0,5 0,779
75,3 0,4 0,729
78,0 0,3 0,665
81,7 0,2 0,579
87,7 0,1 0,418
91,2 0,06 0,304
93,5 0,04 0,230
96,4 0,02 0,134
100,0 0 0

Графическое изображение расчетной линии равновесия приведено на рис. 1.1.

1.5 Диаграмма t-x-y бинарной смеси

Данная диаграмма представляет собой совмещенный график зависимостей температуры кипения жидкости от ее состава и температуры насыщенных паров от их состава. Для ее построения используются данные расчета равновесных составов паровой и жидкой фаз (таблица 1.1). Вначале в координатах t-х наносят точки, соответствующие температурам кипения жидкости и равновесным ее концентрациям Х. Через найденные точки проводят плавную линию, которая носит название линии кипения жидкости (рис.1.2). Затем на эту же диаграмму наносят точки, соответствующие температурам кипения и равновесным составам пара У*. Полученные точки так же соединяют плавной линией, которая называется линией насыщения (или конденсации) рис.1.2.
Диаграмма t-х-у является основой для технологического расчета процессов разделения жидких смесей ректификацией, поскольку с ее помощью по известным значениям составов паров и жидкостей в любой точке аппарата определяются значения локальных температур, а так же решается обратная задача.

1.6 Определение рабочего флегмового числа

Нагрузки ректификационной колонны по пару и жидкости определяются рабочим флегмовым числом R; его оптимальное значение RОПТ можно найти путем технико-экономического расчета. Ввиду отсутствия надежной методики оценки RОПТ используют приближенные вычисления, основанные на определении коэффициента избытка флегмы (орошения) . Здесь Rmin— минимальное флегмовое число:

где и - мольные доли легколетучего компонента соответственно в исходной смеси и дистилляте, кмоль/кмоль смеси;
- концентрация легколетучего компонента в паре, находящимся в равновесии с исходной смесью, кмоль/кмоль смеси.
Обычно коэффициент избытка флегмы, при котором достигается оптимальное флегмовое число, не превышает 1,3.
Определим R по этому методу. По рис. 1 [Приложение 1] при . Определим Rmin:


- относительный мольный расход питания.
Уравнения рабочих линий:
- Укрепляющая часть колонны:


- Исчерпывающая часть колонны:


Средние массовые расходы (нагрузки) по жидкости для верхней и нижней частей колонны определяют из соотношений:


где и — мольные массы дистиллята и исходной смеси;
и — средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны.
Мольную массу дистиллята в данном случае можно принять равной мольной массе легколетучего компонента — метанол. Средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны соответственно равны:


где и - мольные массы метанола и воды;
и - средний мольный состав жидкости соответственно в верхней и нижней частях колонны:


Тогда:


Мольная масса исходной смеси:

Тогда:


Средние массовые потоки пара в верхней и нижней частях колонны соответственно равны:


где и - средние мольные массы паров в верхней и нижней частях колонны:





Тогда:


Подставив численные значения получим:






































2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ТАРЕЛЬЧАТЫХ КОЛОНН

Средняя температура паров в колонне:
Вверху колонны при
Внизу колонны при
Определим среднюю плотность паров внизу и вверху колонны:


Средняя плотность пара в колонне:

Определим плотность жидкости, находящейся в колонне:
Вверху колонны при
Внизу колонны при
Средняя плотность жидкости в колонне:

Предельную фиктивную скорость пара, при которой происходит захлебывание насадочных колонн, определяют по уравнению:

Вязкость жидких смесей находим по уравнению:

Тогда вязкость жидкости вверху колонны при температуре 65,10с:

Вязкость жидкости внизу колонны при температуре 97,80с:

Предельная скорость паров в верхней части колонны:

откуда
Предельная скорость паров в нижней части колонны:

откуда .
Примем рабочую скорость на 30% ниже предельной:


Диаметр ректификационной колонны находим по уравнению:

Отсюда диаметры верхней и нижней частей колонны:


Рационально принять стандартный диаметр обечайки d=0,6м одинаковым для обеих частей колонны. При этом действительные рабочие скорости паров в колонне:



2.2 Определение высоты насадки

Высоту насадки Н рассчитывают по модифицированному уравнению массопередачи:

где - общее число единиц переноса по паровой фазе;
- общая высота единицы переноса, м.
Общее число единиц переноса вычисляют по уравнению:

Общее число единиц переноса определяют численными методами. Решим его методом графического интегрирования:

где - площадь, ограниченная кривой, ординатами yw и yp и осью абсцисс;
- масштабы осей координат.

Данные для графического изображения функции приведены ниже:



























.............



Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.