Проект ректификационной установки непрерывного действия (ПЭ,ПАХП 000000 000 ПЗ)

Пояснительная записка

Проект ректификационной установки непрерывного действия (ПЭ,ПАХП 000000 000 ПЗ)

Дивногорск, 2012

Реферат

В данном курсовом проекте необходимо провести расчет ректификационной колонны с колпачковыми тарелками непрерывного действия для разделения смеси

ацетон-этанол. Определить геометрические параметры колонны, её гидравлическое сопротивление и тепловые балансы. Рассчитать вспомогательное оборудование - подогреватель, дефлегматор, кипятильники, холодильник, трубопроводы.

Введение

Ректификация известна как один из важнейших технологических процессов главным образом спиртовой и нефтяной промышленности. В настоящее время ректификацию все шире применяют в самых различных областях химической технологии, где выделение компонентов в чистом виде имеет весьма важное значение (в производствах органического синтеза, изотопов, полимеров, полупроводников и различных других веществ высокой чистоты).

Ректификация - процесс разделения одинарных, бинарных и много компонентных смесей на составляющие практически чистые компоненты. Относится к группе массообменных процессов. Осуществляется в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (тарелками), называемых ректификационными колоннами. Колонна является основным аппаратом ректификационной установки. Она должна иметь максимальную поверхность контакта фаз, обладать максимальной пропускной способностью по пару и жидкости, иметь максимальное гидравлическое сопротивление.

Колпачковые тарелки с капсульными колпачками до недавнего времени считали лучшими контактными устройствами для ректификационных и абсорбционных аппаратов благодаря простоте эксплуатации и универсальности.

Вода́ (оксид <#"655456.files/image001.gif">

Рисунок 1.1 - Схема непрерывно действующей ректификационной установки.

Из кубовой части колонны насосом непрерывно выводится кубовая жидкость - продукт, обогащенный труднолетучим компонентом, который охлаждается в теплообменнике Х1 и направляется в емкость Е2.

Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный неравновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят (с высоким содержанием легколетучего компонента) и кубового остатка (обогащенный труднолетучим компонентом).

2. Технологические расчеты

 

.1 Материальный баланс

Концентрации исходной смеси, дистиллята и кубового остатка выразим в массовых долях по формуле:

 (1)

где  - массовая доля низкокипящего компонента в жидкости;

 - молекулярная масса низкокипящего компонента в жидкости, кг/кмоль;

 - молекулярная масса высококипящего компонента в жидкости, кг/кмоль.

Молекулярная масса ацетона М_А=58 кг/кмоль, молекулярная масса этанола М_В=46 кг/кмоль [2]. Подставляя значения, получим:

Молекулярные массы исходной смеси, кубового остатка, дистиллята определим по формуле:

 (2)

Средние молекулярные массы жидкости найдем по формуле:

а) в исчерпывающей части колонны:

 (3)

б) в укрепляющей части колонны:

 (4)

Обозначим массовый расход смеси через G_F, дистиллята - через G_P, кубового остатка - через G_W.

Составим уравнение материального баланса:

 (5)

Массовый расход смеси определим по формуле:

 

 (6)

Массовый расход кубового остатка:

 (7)

Так как в данном расчете давление в колонне атмосферное (P_абс=1атм или 760 мм рт. ст.), поэтому изменяются температуры кипения компонентов смеси и соответственно равновесные составы фаз.

Данные по расчету равновесного состава фаз сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Равновесные составы жидкости и пара смеси ацетон - этанол при давлении 760 мм рт. ст.

t, ˚C	x	y*
78,3	0	0
75,4	5	15,5
73	10	26,2
69	20	41,7
65,9	30	52,4
63,6	40	60,5
61,8	50	67,4
60,4	60	73,9
59,1	70	80,2
58	80	86,5
57	90	92,9
56,1	100	100

По получены данным о равновесии между жидкостью и паром строим изобары температур кипения и конденсации смеси на диаграмме t=f(x,y) (рисунок 2.1.) и линию равновесия на диаграмме y=f(x) (рисунок 2.2).

2.2 Расчет флегмового числа

Минимальное флегмовое число можно рассчитать по формуле:

 (8)

 

Оптимальное флегмовое число найдем из условия получения минимального объема колонны, пропорционального произведению , где n_T - число ступеней изменения концентрации (теоретическое число тарелок).

Расчет оптимального флегмового числа выполним следующим образом:

) задаемся рядом значений коэффициента b в пределах от 1,2 до 2,5; определяем рабочее флегмовое число  и величину отрезка ;

) откладываем отрезок В на оси ординат диаграммы x-y (Приложение 1) и проводим линии АВ₁, АВ₂… . На оси абцисс откладываем содержание низкокипящего компонента в исходной смеси x_F и в кубовом остатке x_W. Из x_F восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с линиями АВ₁, АВ₂… . Получаем точки D₁, D₂… . Линии AD₁, AD₂… являются линиями рабочих концентраций верхней части колонны. Соединив точки D₁, D₂… с точкой С получаем линии рабочих концентраций нижней части колонны D₁C, D₂C… .

) между равновесной и рабочими линиями в пределах концентраций x_W и x_P строим ступени, каждая из которых соответствует теоретической тарелке;

) при каждом значении b определяем число теоретических тарелок n_T и величину произведения . Результаты расчета сводим в таблицу 1.

Таблица 2.2 - Данные для расчета оптимального флегмового числа

b	R	B	nT
1,1	2,15	0,29	17	56,7
1,5	2,93	0,23	11	43,23
2	3,9	0,18	9	44,1
2,5	4,88	0,15	8	47,04
3,5	6,83	0,11	8	62,64

5) по данным таблицы 2.2 строим график зависимости  и находим минимальное значение величины . Ему соответствует флегмовое число R=2,93. Эту величину и принимаем в дальнейших расчетах за оптимальное рабочее число флегмы.

2.3 Определение средних концентраций

Определение средних концентраций этанола в жидкости

. Проценты мольные

а) в верхней части колонны:

 (9)

б) в нижней части колонны:

 (10)

. Проценты массовые:

а) в верхней части колонны:

 (11)

б) в нижней части колонны:

 (12)

Средние температуры жидкости определяем по диаграмме t-x,y (рисунок 2.1)

Средняя плотность жидкости по высоте колонны определяется по уравнению:

 (13)

где r_а, r_в - плотности низкокипящего и высококипящего компонентов при средней температуре в колонне, соответственно, кг/м³.

а) в верхней части колонны

б) в нижней части колонны

Для колонны в целом:

.

Определение средних концентраций ацетона в паре

а) в верхней части колонны:

 (14)

б) в нижней части колонны:

 (15)

где y_F - концентрация низкокипящего компонента в паре на питающей тарелке. Определяется в точке пересечения линий рабочих концентраций построенных при оптимальном флегмовом числе R=2,93.

Средние температуры пара определяем по диаграмме t-x,y (рисунок 2.1)

Средние молекулярные массы и плотности пара:

Средняя молекулярная масса пара определяется по формуле:

 (16)

Средняя плотность пара:

 (17)

а) в верхней части колонны

б) в нижней части колонны

Объемный расход пара, поступающего в дефлегматор:

 (18)

2.4 Определение скорости пара в колонне и диаметра колонны

Рекомендуемую скорость пара w в колонне рассчитывают по уравнению:

 (19)

где    C - коэффициент, зависящий от конструкции тарелок, расстояния между тарелками, рабочего давления в колонне, нагрузки колонны по жидкости; ρ_ж, ρ_п - плотности жидкости и пара, кг/м³.

Диаметр колонны определяют по формуле:

 (20)

Рисунок 2.1 - Значение коэффициента C, зависящего от конструкции тарелок А - клапанные тарелки; Б - колпачковые тарелки с круглыми колпачками; В - ситчатые тарелки

ректификационный установка пар оборудование

Коэффициент C, для ректификационных колонн, работающих при атмосферном давлении и средних нагрузках по жидкости, в зависимости от расстояния между тарелками определяют по графику, представленному на рисунке 2.11. Принимаем расстояние между тарелками h=450мм, тогда для колпачковых тарелок C=0,066.

а) Нижняя часть колонны:

Скорость пара:

Диаметр колонны:

а) Верхняя часть колонны:

Скорость пара:

Диаметр колонны:

Средняя скорость пара по колонне:

 (21)

По каталогу [1] принимаем диаметр типовой колонны 1,8м. При этом действительная скорость пара в колонне:

 (22)

 (23)

2.5 Определение высоты колонны

Высоту колонны определяем графоаналитическим методом, т.е. последовательно рассчитываем коэффициенты массоотдачи, массопередачи, коэффициенты полезного действия тарелок; строим кинетическую кривую и определяем число действительных тарелок.

Коэффициент массоотдачи в паровой фазе:

 (24)

где D_П - коэффициент диффузии паров компонента А в парах компонента В, рассчитывается по формуле:

 (25)

где T - температура;

P - абсолютное давление, кгс/см²;

M_A, M_B - мольные массы пара компонентов А и В;

v_A, v_B - мольные объемы компонентов А и В, определяемые как сумма атомных объемов элементов, входящих в состав пара [2, c.288].

Критерий Рейнольдса для паровой фазы:

 (26)

где μ_П - динамический коэффициент вязкости пара, Па∙с, определяемый по формуле:

 (27)

где М_А, М_В, М_П - мольные массы пара и отдельных компонентов, кг/кмоль;

μ_А, μ_В - соответствующие им динамические коэффициенты вязкости;

y_A, y_B - объемные доли компонентов паровой смеси.

Коэффициент динамической вязкости смеси паров этанола и ацетона:

а) в верхней части колонны при температуре 61˚C

а) в нижней части колонны при температуре 114˚C

Коэффициент диффузии паров этанола в парах ацетона:

а) в верхней части колонны:

а) в нижней части колонны:

Критерий Рейнольдса для паровой фазы:

а) в верхней части колонны:

а) в нижней части колонны:

Коэффицент массотдачи в паровой фазе:

а) в верхней части колонны:

б) в нижней части колонны:

Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе:

 (28)

где  - коэффициент диффузии жидкости, м²/с;

 - средняя мольная масса жидкости в колонне, кг/кмоль;

 - диффузионный критерий Прандтля:

 (29)

Коэффициент диффузии пара в жидкости (при соответствующей температуре) связан с коэффициентом диффузии D₂₀ следующей приближенной зависимостью:

 (30)

где b - температурный коэффициент. Определяется по формуле:

 (31)

где  - динамический коэффициент вязкости жидкости при 20˚C, мПа∙с;

 - плотность жидкости, кг/м³.

Коэффициент диффузии в жидкости при 20˚C можно вычислить по приближенной формуле:

 (32)

где - динамический коэффициент вязкости жидкости, мПа∙с;

v_A, v_B - мольные объемы компонентов А и В, определяемые как сумма атомных объемов элементов, входящих в состав пара [2, c.288];

M_A, M_B - мольные массы соответственно компонентов А и В;

А, В - коэффициенты, зависящие от свойств низкокипящего и высококипящего компонентов.

Динамический коэффициент вязкости жидкости:

 (33)

где ,  - коэффициенты динамической вязкости компонентов А и В при соответствующей температуре [2 с.516].

Коэффициент динамической вязкости жидкости при температуре 20˚C равен:

а) в верхней части:

б) в нижней части:

Коэффициент диффузии ацетона в уксусной кислоте при t=20˚C:

а) в верхней части:

б) в нижней части:

Расчет коэффициента b:

а) в верхней части колонны:

б) в нижней части колонны:

Коэффициент диффузии ацетона в уксусной кислоте при средней температуре:

а) в верхней части колонны:

б) в нижней части колонны:

Рассчитываем коэффициент динамической вязкости в верхней и нежней частях колонны при средней температуре:

а) в верхней части колонны при t=61˚C,

:

б) в нижней части колонны при t=69˚C,

:

Диффузионный критерий Прандтля:

а) для верхней части колонны:

б) для нижней части колонны:

Средняя мольная масса жидкости в колонне:

а) для верхней части:

б) для нижней части колонны:

Определяем коэффициенты массоотдачи:

а) для верхней части колонны:

б) для нижней части колонны:

Число реальных тарелок n_д находим путем построения ступенчатой линии между кинетической кривой и рабочими линиями в пределах от x_р до x_w. Получаем 24 тарелок, из которых 17 расположены в верхней части аппарата и 7 - в нижней, которые и обеспечивают разделение смеси в заданных пределах изменения концентраций. Исходная смесь должна подаваться на 7-ю тарелку снизу.

Высота тарельчатой части колонны:

 (34)

Общая высота колонны:

 (35)

где h_сеп - расстояние между верхней тарелкой и крышкой колонны (высота сепарационного устройства, принимаем 1м;_куб - расстояние между нижней тарелкой и днищем колонны (высота кубовой части), принимаем 2м.

 

2.6 Гидравлический расчет

В соответствии с рассчитанным выше диаметром колонны по приложениям Б3, Б4 подбираем стандартную колонну и тарелки. Принимаем к установке колонный аппарат диаметром 1200 мм; колонна компонуется из однопоточных неразборных нормализованных тарелок типа ТСК-Р ОСТ 26-808-27 с капсульными стальными колпачками. Общее число колпачков на тарелке - 70.

Гидравлическое сопротивление колонны:

Δp_к =n_ДΔp_т                                                                              (36)

где n_Д - действительное число тарелок; Δp_т - гидравлическое сопротивление колпачковой тарелки, Па

Гидравлическое сопротивление тарелки в верхней и нижней части колонны рассчитывается по уравнению:

 (37)

Где: Δр_сух - сопротивление сухой тарелки, Па;

Δр_σ - сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения, Па;

Δр_ст - статическое сопротивление слоя жидкости на тарелке, Па

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки:

 (38)

где  - коэффициент сопротивления тарелки: для колпачковых тарелок со свободным сечением 4.5 - 5;

Скорость, необходимая для полного открытия прорезей:

, (39)

где ζ - коэффициент сопротивления тарелки равен 4,5 - 5;

h_пр - высота прорези равна 0,02 м.

м/с

Площадь сечения всех прорезей:

 

S₀=n_колn_прS_пр, (40)

где n_кол - количество колпачков на тарелке;

n_пр - число прорезей в колпачке;

S_пр - площадь прорези, м².

S₀=34360.00008=0,098 м²

Отношение площади сечения прорезей к площади поперечного сечения колонны:

, (41)

где F_k = 0,785d² = 0,7851,2² = 1,13 м² - площадь поперечного сечения колонны

                                             

Фактическая скорость пара в прорезях:

 м/с                                    (42)

Находим значения каждого из составляющих гидравлического сопротивления тарелки Δр. Расчет ведем для нижней части колонны, имеющей максимальную нагрузку по жидкости.

- сопротивление сухой тарелки:

для нижней части колонны

Па

сопротивление сил поверхностного натяжения:

,                                                   (43)

где σ - поверхностное натяжение жидкости, Н/м;

d_Э - эквивалентный диаметр отверстия, м; для колпачковых тарелок

,                                                  (44)

 

П= 2(h_пр+b),                                                       (45)

где h_пр, b - высота и ширина прорези, м.

м;

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

Па

Сопротивление столба жидкости на колпачковой тарелке:

,                              (46)

где g - ускорение свободного падения, м/с²;

k - относительная плотность пены (принимаем к = 0,5);

ρ_ж - плотность жидкости, кг/м³;

l - расстояние от верхнего края прорези до сливного порога, м; принимаем l = 0,02 м;

Δh - высота уровня жидкости над сливным порогом, м;

,                                       (47)

Объёмный расход жидкости в нижней части колоны

 (48)

Тогда часовой объём расход составит

где К - коэффициент, учитывающий увеличение скорости и сужение потока жидкости в результате сжатия его стенками при подходе к сливной перегородке;

Коэффициент К определяется по рисунку 4.7[2].

где L - длина сливного борта.

При  и  К = 1,09

Тогда высота уровня жидкости:

 м.

Сопротивление парожидкостного слоя на тарелке:

 Па.

Общее сопротивление тарелки:

 Па.

Сопротивление всей тарельчатой части колонны:

 Па.

Минимально допустимое расстояние между тарелками, необходимое для нормальной работы тарелок:

 

h_МТ >

 м

Принятое расстояние между тарелками h_мт= 500 мм вполне обеспечит нормальную работу гидрозатвора в переливном устройстве тарелки.

2.7 Тепловой расчет

Расход теплоты, получаемый кипящей жидкостью от конденсирующегося пара в кубе-испарителе колонны:

, (49)

где Q_Р - расход теплоты, отнимаемой охлаждающей водой от конденсирующихся в дефлегматоре паров, Вт;

Q_пот - тепловые потери колонны в окружающую среду, Вт;

G_Р, G_w, G_F - расходы дистиллята, кубового остатка, исходной смеси, соответственно, кг/с.

c_f, c_P, c_w - теплоемкости исходной смеси, дистиллята, кубовой жидкости, соответственно, Дж/кг×К.

Значения теплоемкостей, необходимые для расчета, находим по формуле:

,

Где с_А, с_В - теплоемкости компонентов при соответствующих температурах; - массовая доля компонента.

Температура кипения смеси - t_F=66,5°C, кубового остатка - t_W=75,4°C, дистиллята - t_Р=56,1°C. Теплоемкости ацетона и этанола при этих температурах определяем по номограмме [2 с.562]

Теплоемкости смесей:

Количество тепла, отнимаемой охлаждающей водой от конденсирующихся в дефлегматоре паров, определим по формуле

 (50)

Где r_d - удельная теплота конденсации дистиллята, определим по формуле:

 (51)

Где r_A, r_B - удельная теплота конденсации компонентов А и В при температуре t_p [2 с.541].

Тепловые потери колонны в окружающую среду, определим по формуле

 (52)

Где t_ст.н. - температура наружной стенки колонны, принимаем t_ст.н.=40°С;

t_воз - температура воздуха в помещении, принимаем t_воз=20°С;

a - суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и излучением, определим по формуле:

 (53)

F_н - наружная поверхность изоляции колонны, определим по формуле

 (54)

Подставляя значения, получим:

 

Подставляя значения, получим:

Расход греющего пара:

 (55)

Расход ацетона в дефлегматоре при нагревании ее на 20°С определим по формуле:

 (56)

Расход ацетона в холодильнике дистиллята при нагревании ее на 20°С определим по формуле:

 (57)

Расход ацетона в холодильнике кубового остатка при нагревании ее на 20°С определим по формуле:

 (58)

Общий расход ацетона в ректификационной установке:

 (59)

Расчет тепловой изоляции колонны.

В качестве изоляции берем войлок шерстяной (l=0,047 Вт/(м×К)). Исходя из упрощенного соотношения (для плоской стенки) имеем:

 (60)

Где d_из - толщина изоляции, м;

t_из - температура внутренней поверхности изоляции, принимаем ее ориентировочно на 10-20 °С ниже средней температуры в колонне.

Определяем толщину изоляции:

 (61)

Проверяем температуру внутренней поверхности изоляции:

 (62)

Расхождение:

3. Расчет вспомогательного оборудования

 

.1 Расчет кипятильника (куб-испаритель)

Выбор конструкции.

Кипятильники ректификационных колонн непрерывного действия по устройству сходны с кипятильниками выпарных аппаратов. При небольших поверхностях теплообмена куб колонны обогревается змеевиком или горизонтальной трубчаткой, пересекающей нижнюю часть колонны; при этом греющий пар пропускается по трубам.

При больших поверхностях теплообмена применяют выносные кипятильники, которые устанавливают ниже колонны с тем, чтобы обеспечить естественную циркуляцию жидкости.

Определяем ориентировочно максимальную величину площади теплообмена. По [2, c.172] для данного случая теплообмена (от конденсирующегося водяного пара к кипящей жидкости) принимаем значение минимального коэффициента теплопередачи Кmin=300 Вт/м²×К. тогда максимальная поверхность теплообмена:

 (71)

Предварительно выбираем для расчета выносной кипятильник - кожухотрубчатый теплообменник с трубами диаметром 25х2 мм, длина труб - 3,0 м

Определение коэффициента теплопередачи

Принимаем среднее значение тепловой проводимости загрязнения стенок со стороны конденсирующегося водяного пара 1/r₁=5800 Вт/м×К, со стороны кубового остатка 1/r₂=5800 Вт/м×К.

Теплопроводность стали l=46,5 Вт/м×К

Таким образом, термическое сопротивление стенки и ее загрязнений равно:

 (72)

Коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегося водяного пара определяем по формуле:

 (73)

Где l - коэффициент теплопроводности конденсата Вт/м×К;

Н - высота кипятильных труб, м;

r - плотность конденсата, кг/м³;

r - удельная теплота конденсации греющего пара, Дж/кг;

m - динамический коэффициент вязкости конденсата, Па×с.

Значение коэффициентов теплопроводности, динамической вязкости, плотности определяются [2, c.537]

Коэффициент теплоотдачи для кипящего кубового остатка по формуле:

,

Где l - коэффициент теплопроводности кипящего кубового остатка [2, c.561];

r - плотность кипящего кубового остатка [2, c.372];

m - динамический коэффициент вязкости кипящего кубового остатка [2, c.561];

s - поверхностное натяжение кубового остатка [2, c.526].

Коэффициент b определяется по формуле:

Где r - плотность паров ацетона при t_w рассчитывается по формуле:

 (78)

r₀ - плотность паров ацетона при нормальных условиях, равна:

 (79)

Где М - мольная масса кубового остатка;

Т₀ - температура при нормальных условиях, К;

Т - температура кипения кубового остатка, К;

Р, Р₀ - давление в кипятильнике при рабочих и нормальных условиях.

Коэффициент теплоотдачи для кипящего ацетона равен:

Коэффициент теплопередачи:

 (80)

Удельная тепловая нагрузка:

 (81)

Откуда:

Это уравнение решаем графически, задаваясь значениями q (Рисунок 3/1), y - левая часть уравнения.

При q=100000 Вт/м²             y=5,57

При q=90000 Вт/м²               y=-1,92

Коэффициент теплопередачи

        (82)

Площадь поверхности теплообмена:

С запасом 15-20% принимаем по каталогу [2, с.533] [одноходовой теплообменник.

Таблица 3.1 - Характеристики теплообменника

Поверхность теплообмена, м2	40
Диаметр кожуха, мм	600
Диаметр труб, мм	25x2
Длина труб, м	2
Количество труб	261

 

 

3.2 Расчет дефлегматора

В дефлегматоре конденсируется ацетон с небольшим количеством этилового спирта. Температура конденсации паров дистиллята t_P=56б1°С. Температуру ацетона на входе в теплообменник примем 18°С , на выходе - 38°С .

Количество тепла, отнимаемого охлаждающей водой от конденсирующегося в дефлегматоре пара:

Поверхность дефлегматора находим из основного уравнения теплопередачи

 ()

С запасом 15-20% принимаем по каталогу [2, с.215] одноходовой теплообменник.

Таблица 3.2 - Характеристики теплообменника

Поверхность теплообмена, м274
Диаметр кожуха, мм	800
Диаметр труб, мм	25x2
Длина труб, м	2
Количество труб	473

 

3.3 Расчет холодильника для дистиллята

В холодильнике происходит охлаждение дистиллята от температуры конденсации до 30°С

Количество тепла, отнимаемого охлаждающей водой от дистиллята в холодильнике:

.

Принимаем К=800 Вт/м²хК [2, с.172].

Поверхность теплообмена холодильника дистиллята

С запасом 15-20% принимаем по каталогу [2, с.215] одноходовой теплообменник.

Таблица 3.3 - Характеристики теплообменника

Поверхность теплообмена, м24,5
Диаметр кожуха, мм	273
Диаметр труб, мм	25x2
Длина труб, м	1,5
Количество труб	37

3.4 Расчет холодильника для кубового остатка

В холодильнике кубового остатка происходит охлаждение кубовой жидкости от температуры кипения до 30°С

Количество тепла, отнимаемого охлаждающей водой от кубовой жидкости:

 ()

.

Принимаем К=800 Вт/м²К [2, с.172].

Поверхность теплообмена холодильника кубовой жидкости

С запасом 15-20% принимаем по каталогу [2, с.215] двухходовой теплообменник.

Таблица 3.4 - Характеристики теплообменника

Поверхность теплообмена, м224
Диаметр кожуха, мм	400
Диаметр труб, мм	25x2
Длина труб, м	3
Количество труб	100

 

3.5 Расчет подогревателя

Служит для подогрева исходной смеси от t_H=18-20°С до температуры t_F=66,5°С. Исходная смесь подогревается водяным насыщенным паром с температурой 160°С.

Количество тепла, необходимого для подогрева исходной смеси:

.

Принимаем К=120 Вт/м²хК [2, с.172].

Поверхность теплообмена холодильника кубовой жидкости

 ()

С запасом 15-20% принимаем по каталогу [2, с.215] шестиходовой теплообменник.

Таблица 3.5 - Характеристики теплообменника

Поверхность теплообмена, м246
Диаметр кожуха, мм	600
Диаметр труб, мм	25x2
Длина труб, м	3
количество труб	196

Заключение

В данном курсовом проекте приведен расчет ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси ацетон-этанол. Рассчитаны геометрические параметры колонны, её гидравлические сопротивления и тепловые балансы. Также приведен расчет вспомогательного оборудования.

При расчете были получены следующие данные:

·      диаметр колонны - 1200 мм;

·        высота колонны - 14,3;

·        расход дистиллята - 1800 ;

·        расход кубового остатка - 9000 ;

·        флегмовое число - 2,93;

·        скорость пара в колонне - 1,18 .

·        число тарелок: всего - 24, из них в укрепляющей части -17 , в исчерпывающей - 7.

Список использованных источников

1.  Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии[Текст] / Дытнерский Ю.И. -Л.: Химия, 1981. -512 с.

2.      Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии[Текст] / Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.Л. -Л.: Химия, 1981. -586 с.

.        Ченцова Л.И. Массообменные процессы[Текст] в 2 ч. Ч. 2. Ученое посоие по курсу «Процессы и аппараты химических производств» / Ченцова Л.И. [и др.]. -Красноярск, 2004. -237 с.