РОЗРАХУНОКНасадочное ректифікаційної колони БЕЗПЕРЕРВНОЇ ДІЇ ПО розділення сумішейХлороформ-бензол
Зміст
Завдання на проектування по теміВ«РектифікаціяВ»
Введення
1. Технологічна схема
2. Розрахунок насадок ректифікаційноїколони безперервної дії
2.1 Матеріальний баланс колони іробочий флегмовое число
2.2 Швидкість пара і діаметр колони
2.3 Висота колони
2.4 Гідравлічний розрахунок колони
2.5 Міцнісний розрахунок
2.6 Вибір опор
2.7 Розрахунок штуцерів
2.8 Вибір дефлегматора, кип'ятильника інасоса для перекачування вихідної суміші
Список використаної літератури
Завданняна проектування за темою В«ректифікація В»
Розділюваний суміш
Хлороформ- Бензол
Тип колони
насадочное
Масове зміст НК у вихідній суміші,%
15
Масове зміст НК в дистилляте,%
97
Масове зміст НК в кубовою залишку,%
3
Температура вихідної суміші, 0 К
35
Продуктивність колони по вихідної суміші кг/год
3000
низькокиплячихкомпонент:
Хлороформ- СНСL 3 , Т кип = +64 про С
висококиплячихкомпонент:
бензол- С 6 Н 6 , Т кип = +80 про С
Введення
Поділрідких та газоподібних сумішей на індивідуальні компоненти має велике значенняу хімічній, нафтохімічній та споріднених з ними областях промисловості.Особливо важливо виділення компонентів у чистому вигляді у виробництві полімерів зпідвищеними фізико-хімічними властивостями, напівпровідників, ізотопів і т.д. Длярозділення сумішей на індивідуальні компоненти серед інших методів широкезастосування знайшов метод ректифікації.
Ректифікація- Масообмінних процес, який здійснюється в більшості випадків упротиточних колонних апаратах з контактними елементами (насадки, тарілки),аналогічними використовуваним в процесі абсорбції. Тому методи підходу дорозрахунку і проектування ректифікаційних і абсорбційних установок мають багатозагального. Тим не менше, ряд особливостей процесу ректифікації (різнеспіввідношення навантажень по рідини і пару в нижній і верхній частинах колони,змінні по висоті колони фізична властивість фаз і коефіцієнтрозподілу, спільне протікання процесів масо-і теплопереносу)ускладнює його розрахунок.
Одназі складностей полягає у відсутності узагальнених закономірностей для розрахункукінетичних коефіцієнтів процесу ректифікації. Найбільшою мірою цевідноситься до колон діаметром більше 800 мм з насадками і тарілками, широко вживаним в хімічних виробництвах. Більшість рекомендацій зводиться довикористанню для розрахунку ректифікаційних колон кінетичних залежностей,отриманих при дослідженні абсорбційних процесів.
Сумішхлороформу з бензолом - безбарвна прозора рідина з різким запахом.Подібно іншим органічним сполукам, суміш хлороформу з бензол неагресивна по відношенню до металів і сплавів. Ці матеріали не корозійні вцієї суміші навіть при наявності в ній домішки води.
Бензолзастосовується для отримання багатьох напівпродуктів у виробництві барвників,лаків, фармацевтичних препаратів. Суміш парів бензолу з повітрям утворюютьвибухонебезпечну суміш. Малі концентрації парів при багаторазовій діївикликають зміна складу крові і порушують нормальну функцію кровотворнихорганів. Хронічне отруєння парами може викликати смерть.
Хлороформмає солодкуватий запах, він прозорий і не утворює вибухонебезпечних сумішей зповітрям. Хлороформ придбав велике значення як вихідна речовина для синтезуфреонів. Він використовується як розчинник в лабораторній практиці і в техніці.Хлороформ має наркотичні та анестезіологічні властивості.
1.Технологічна схема
Знизувгору по колоні рухаються пари, що надходять в нижню частину апарата зкип'ятильника, який знаходиться поза колони, тобто є виносним.Отже, за допомогою кип'ятильника створюється вихідний потік пари. Парипроходять через шар рідини, яку будемо вважати першою, ведучи нумераціютарілок умовно знизу вгору.
Нехайконцентрація рідини на першому шарі насадок дорівнює Х 1 (по низькокиплячихкомпоненту), а її температура t 1 . В результатівзаємодії між рідиною і парою, що має більш високу температуру,рідина частково випаровується, причому пар переходить переважно в НК(Низькокиплячі компонент). Тому на наступний (другий) шар насадок надходитьпар з вмістом НК y 1 x 1 . випаровуваннярідини на тарілки відбувається за рахунок тепла конденсації пари.
Зпара конденсується і переходить в рідину переважно ВК, вмістякого в поступающем на шар насадок парі вище рівноважного зі складомрідини на тарілці. При рівності теплот випару компонентів бінарної сумішідля випаровування 1 моль НК необхідно сконденсувати 1 моль ВК, тобто фази натарілці обмінюються компонентами.
Надругому шарі насадок рідина має склад Х 2 , містить більше НК,ніж на першій (Х 2 Х 1 ), і відповіднокипить при більш низькій температурі (t 2 t 1 ). Стикаючисьз нею, пар складу У 1 частково концентрується, маючи склад y 2 y 1 і т.д.
Такимчином, пар, що представляє собою на виході з кип'ятильника майже чистий ВК,в міру руху вгору все більш збагачується низькокиплячих компонентом іпокидає верхній шар насадок колони у вигляді майже чистого НК, який майжеповністю переходить в парову фазу на шляху пара від кип'ятильника до верхуколони.
Париконденсуються в дефлегматоре, охолоджуваному водою, і виходить рідина,розділяється в розподільнику на дистилят і флегма, яка спрямовується наверхній шар насадок колони. Отже, за допомогою дефлегматора в колоністворюється спадний потік рідини.
Рідина,надходить на зрошення колони (флегма), являє собою майже чистий НК.Однак, стікаючи по колоні і взаємодіючи з парою, рідина все більшзбагачується ВК, концентрується з пари.
Колирідина досягає нижньої тарілки, вона стає практично чистим ВК інадходить у кип'ятильник, що обігрівається глухим пором або іншим теплоносієм.
Надеякій відстані від верху колони до рідини з дефлегматора приєднуєтьсявихідна суміш, яка надходить на живильну насадку колони. Для тогощоб зменшити теплове навантаження кип'ятильника, вихідну суміш, звичайно,попередньо нагрівають в підігрівачі до температури кипіння рідини наживильним насадці.
Поживнанасадка ділить колону на дві частини, що мають різні призначення. У верхнійчастини (від живильної до верхньої насадки) повинно бути забезпечено, можливо,більшу зміцнення парів, тобто збагачення їх НК з тим, щоб в дефлегматорнаправлялися нари, близькі за складом до чистого НК. Тому ця частина колониназивається зміцнювальної.
Внижній частині необхідно в максимальній мірі видалити з рідини НК, тобтовичерпати рідину, для того щоб в кип'ятильник стікала рідина, близька заскладом до чистого ВК. Ця частина колони називається вичерпною.
Вдефлегматоре можуть бути сконденсована всі пари, що надходять з колони, аботільки частина їх відповідна повертаної в колону флегми. У першому випадкучастина конденсату, що залишився після відділення флегми, являє собоюдистилят ректифікації, або верхній конденсат, який після охолодження вхолодильнику вступає у збірник дистиляту. У другому випадкуНесконденсировавшиеся в дефлегматоре пари одночасно конденсуються вхолодильнику, який при такому варіанті роботи...
