Konseptet med rettingsprosessen. Teorien om alkoholrektifisering og driftsprinsippet til destillasjonskolonnen Hva menes med rektifiseringsprosessen

Retting er en varme- og masseoverføringsprosess som brukes til å separere flytende blandinger hvis komponenter er forskjellige i kokepunkt. Prosessen utføres ved å bringe strømmer av damp og væske i kontakt med forskjellige sammensetninger og temperaturer: damp inneholder flere høytkokende komponenter og har en høyere temperatur enn væsken som kommer i kontakt med den.

Organiseringen av damp- og væskestrømmer, så vel som deres interaksjon, realiseres i spesielle masseoverføringsenheter - destillasjonskolonner. Dampstrømmen skapes ved å tilføre varme til bunnen av kolonnen og fordampe væskeblandingen som befinner seg der. Væskestrømmen (tilbakeløp, tilbakeløp) organiseres ved å fjerne varme fra toppen av kolonnen og kondensere dampen som kommer inn der. Samspillet mellom strømmer utføres i spesielle kontaktanordninger plassert langs kolonnens høyde.

Den komplette rektifiseringsprosessen består av sykluser med fordampning av væske og kondensering av dens damper (oppnå likevektstilstander) gjentatt mange ganger langs høyden av kolonnen i de tilsvarende "overføringsenhetene".

For å utføre en gitt prosess for oppretting av den opprinnelige blandingen, kan du beregne den teoretiske verdien av antall kontakttrinn, i hver av disse er likevektstilstanden til fasene realisert. Under reelle forhold kan det hende at likevekt av damp- og væskestrømmer som kommer fra kontaktsonen ikke oppnås, strømmene vil ha forskjellige temperaturer, og deres sammensetning vil ikke tilsvare likevektsforhold. I dette tilfellet vil gjennomføring av en gitt rettingsprosess kreve et større antall kontakttrinn enn det teoretiske.

Et mål på perfeksjonen til en kontaktanordning med tanke på organisering av varme- og masseoverføringsprosessen er graden av forskjell mellom tilstandene av damp og væske etter deres interaksjon med kontaktanordninger fra deres mulige, teoretisk oppnåelige, likevektstilstand ved en gitt temperatur. Denne graden av forskjell fra den teoretisk oppnåelige tilstanden er preget av effektiviteten til kontaktanordningen og bestemmer i stor grad perfeksjonen til selve destillasjonskolonnen.

Den gjennomsnittlige effektiviteten til en kontaktenhet er definert som forholdet mellom antall teoretiske trinn og faktisk antall trinn i kolonnen.

Effektiviteten til kontakttrinnene avhenger av et stort antall faktorer - strømningshastighetene til kontaktfasene, de fysiske egenskapene til systemet, og så videre, men alt annet likt, strømningshastighetene i forhold til deres grensesnitt og arealet av grensesnittet spiller en viss rolle. Jo nærmere disse hastighetene er turbulent strømning og jo større kontaktflaten er, jo mer intens foregår prosessen med varme- og masseoverføring og jo raskere oppnås en likevektstilstand.

De viktigste driftsparametrene for rettingsprosessen er trykk og temperatur i systemet, forholdet mellom væske- og dampstrømmer (tilbakeløpsforhold) og antall kontaktenheter.

I henhold til Raoults lover og Daltons lov, under forhold med termodynamisk likevekt, er konsentrasjonen av enhver i-te komponent i dampen Ki ganger forskjellig fra dens konsentrasjon i væsken, og fordelingskoeffisienten Ki = N /р (hvor N er mettet damptrykk av den i-te komponenten; p - totalt trykk). Forholdet mellom fordelingskoeffisienten til to komponentene K 1 og K 2 kalles relativ flyktighet og betegnes b. Jo mer enheten skiller seg fra b, jo lettere er det å skille disse komponentene ved hjelp av retting. I noen tilfeller er det mulig å øke b som et resultat av å innføre en ny komponent i blandingen som skal separeres (kalt et skillemiddel), som danner en azeotrop blanding med noen komponenter i systemet. For samme formål introduseres et løsningsmiddel som koker ved en mye høyere temperatur enn komponentene i den opprinnelige blandingen. De tilsvarende rektifiseringsprosessene kalles azeotropiske eller ekstraktive. Verdien av b avhenger av trykket: som regel, når trykket avtar, øker b. Retting ved lavt trykk - vakuum - er spesielt egnet for separering av termisk ustabile stoffer.

Lavtemperatur-rektifisering brukes til å separere gasser som har en bred fraksjonssammensetning og inneholder lette komponenter: metan, etan, nitrogen, hydrogen, etylen. Den består av kondensering av gasser og påfølgende rektifisering av det resulterende kondensatet.

For å redusere energikostnadene streber de etter å utføre kondensering ved høyest mulig temperatur, noe som forenkles av økende trykk (opptil 3-4 MPa). Kondensering utføres i flere trinn, og etter hvert trinn separeres kondensatet ved rektifisering. Ukondensert gass består av nitrogen, hydrogen, helium og metan.

Klar rektifisering er beregnet for separering av nærkokende hydrokarboner for å oppnå individuelle komponenter med en renhetsgrad på 95 % og høyere (opptil 99,99 %). Avhengig av temperatur og trykk endres den relative flyktigheten til komponentene i blandingen: den avtar med økende totaltrykk og økende temperatur. Derfor, for bedre separasjon, er det nødvendig å senke trykket og temperaturen, men gjennomførbarheten av disse tiltakene avhenger av de økonomiske indikatorene for prosessen.

I industrien brukes enheter med et stort antall kontaktenheter og høy vanningsfrekvens for å skille tettkokende komponenter av gasser. Denne metoden kalles klar retting.

Når du får komponenter med høy renhetsgrad, er det nødvendig med et stort antall plater og en økning i vanningsfrekvensen.

Retting i nærvær av en tredje komponent. Separasjon av hydrokarboner med liten forskjell i kokepunkt (5-15 o C), samt komponenter med samme kokepunkt og azeotropiske blandinger med en relativ flyktighetskoeffisient

nær eller lik 1 er ikke alltid økonomisk, og noen ganger ganske enkelt umulig. For å øke forskjellen i det mettede damptrykket til de separerte komponentene, kan en tredje komponent (løsningsmiddel eller separeringsmiddel) innføres i dem. Den har forskjellige oppløsningsevner i forhold til de separerte komponentene, på grunn av hvilke deres volatilitet endres. Avhengig av flyktigheten til den tredje komponenten, skilles azeotropisk og ekstraktiv rektifisering.

Under azeotrop destillasjon er flyktigheten til den tredje komponenten relativt høy og den fjernes sammen med den øvre strømmen av kolonnen. Ved ekstraktiv destillasjon brukes en lavflyktig komponent med høyt kokepunkt, som selektivt absorberer en viss komponent og fjernes med den fra bunnen av kolonnen. Fjerning av den absorberte komponenten og regenerering av løsningsmidlet utføres ved konvensjonell rektifisering.

En av de vanligste metodene for å separere flytende homogene blandinger bestående av to eller flere komponenter er destillasjon (destillasjon og rektifisering). I vid forstand er destillasjon en prosess som involverer delvis fordampning av blandingen som separeres og påfølgende kondensering av de resulterende dampene, utført en gang eller gjentatte ganger. Som et resultat av kondens oppnås en væske hvis sammensetning er forskjellig fra sammensetningen av den opprinnelige blandingen.

Rectification er en prosess med gjentatt delvis fordampning av væske og kondensering av damp. Prosessen utføres ved kontakt av damp- og væskestrømmer med forskjellige temperaturer, og utføres vanligvis i kolonneanordninger. Ved hver kontakt fordamper en overveiende lavtkokende komponent (LBC) fra væsken, som beriker dampen, og en overveiende høytkokende komponent (HBC) kondenseres fra dampen og blir til en væske. Denne toveis utvekslingen av komponenter, gjentatt mange ganger, gjør det til slutt mulig å oppnå par som er nesten rene NCC. Disse dampene, etter kondensering i et separat apparat, produserer et destillat (rektifisert) og tilbakeløp - en væske som returneres for å vanne kolonnen og samhandle med de stigende dampene. Dampen oppnås ved delvis fordampning fra bunnen av kolonnen av resten, som er nesten ren VCC.

Rettingsprosesser utføres i enheter, hvis teknologiske skjema avhenger av formålet med enheten og trykket i den, og utformingen - på metoden for å organisere fasekontakt.

Når rektifiseringsprosessen utføres trinnvis i kolonneanordninger, kan kontakt mellom damp og væske oppstå i motstrøm (på sviktbrett), i en tverrstrøm (på hetteformede brett), i en medstrømsstrøm (jetbrett) .

Hvis rektifiseringsprosessen utføres kontinuerlig gjennom hele volumet av kolonneapparatet, kan kontakt mellom damp og væske under bevegelsen av begge fasene bare skje i motstrøm. Moderne likerettere kan klassifiseres avhengig av teknologisk formål, trykk og intern enhet som sikrer kontakt mellom damp og væske.

I henhold til deres teknologiske formål er rektifiseringsapparater delt inn i kolonner for atmosfæriske vakuumenheter, termisk og katalytisk cracking, sekundær destillasjon av petroleumsprodukter, samt for rektifisering av gasser, stabilisering av lette oljefraksjoner, etc.

Følgende krav stilles til moderne rettingsapparater: høy separasjonskapasitet og produktivitet, tilstrekkelig pålitelighet og fleksibilitet i drift, lave driftskostnader, lett vekt og enkelhet, teknisk design.

De sistnevnte kravene er ikke mindre viktige enn de første, siden de ikke bare bestemmer kapitalkostnadene, men også påvirker mengden driftskostnader betydelig, sikrer enkelheten og bekvemmeligheten ved å produsere enheten, installasjon og demontering, reparasjon, kontroll, testing, som samt driftssikkerhet og etc.

I tillegg til kravene oppført ovenfor, må destillasjonsanordninger også oppfylle kravene i statlige standarder, avdelingsstandarder og Gostekhnadzor-inspeksjoner.

Det teknologiske oppsettet til apparatet avhenger av sammensetningen av blandingen som skal separeres, kravene til kvaliteten på de resulterende produktene, mulighetene for å redusere energikostnadene, formålet med apparatet, dets plass i den teknologiske kjeden til hele installasjonen og mange andre faktorer.

Prosessen med rektifisering av flytende blandinger utføres i rektifiseringsanlegg som består av flere enheter. La oss vurdere prinsippet om å separere en to-komponent blanding ved å rette opp ved å bruke eksempelet på driften av en lignende installasjon (fig. 10.1). Blandingen som skal separeres mates kontinuerlig inn i destillasjonskolonnen gjennom et innløp plassert litt over midten av kolonnelegemet. Den innførte væskeblandingen senkes gjennom kontaktanordninger (plater) inn i den nedre delen av kolonnen, kalt kuben. Damp stiger mot strømmen av væske, som følge av koking av væsken i kuben i kolonnen. De resulterende parene inneholder hovedsakelig NCC og noen VKK. Når damp interagerer med væske på brettene i kolonnen, kondenserer VCC og føres nedover kolonnen av væskestrømmen. På grunn av dette er mengden av NCC. Således, når dampene stiger, blir de anriket NCC, mens væsken som renner ned blir rikere VKK.

Startblandingen fra mellomtanken 1 mates av en sentrifugalpumpe 2 til varmeveksleren 3, hvor den varmes opp til kokepunktet. Den oppvarmede blandingen sendes for separering inn i destillasjonskolonnen 5 på mateplaten, hvor væskesammensetningen er lik sammensetningen av den opprinnelige blandingen. Når væsken strømmer nedover kolonnen, samhandler væsken med den stigende dampen som dannes når bunnvæsken koker i kjele 4. Den opprinnelige sammensetningen av dampen er omtrent lik sammensetningen av bunnresten, dvs. at den er utarmet i den flyktige komponenten. Som et resultat av masseutveksling med væsken blir dampen beriket med en svært flyktig komponent

Ris. 10.1. Skjematisk diagram av destillasjonsenheten:

1 - beholder for den opprinnelige blandingen; 2, 9 - pumper; 3- varmeveksler - råvarevarmer; 4 - kjele; 5 - destillasjonskolonne; 6 - tilbakeløpskondensator; 7 - destillat kjøleskap; 8 - beholder for oppsamling av destillat; 10 – fortsatt væskekjøler; 11 – beholder for fortsatt væske.

For mer fullstendig anrikning vannes den øvre delen av kolonnen i henhold til et gitt tilbakeløpsforhold med væske (refluks), som oppnås i tilbakeløpskjøleren 6 ved å kondensere dampen som forlater kolonnen. En del av kondensatet fjernes fra tilbakeløpskondensatoren i form av et ferdig separasjonsprodukt - destillat, som avkjøles i varmeveksleren 7 og sendes til mellomtanken 8.

Fra bunnen av kolonnen fjerner pumpen 9 kontinuerlig bunnvæske - et produkt beriket med en ikke-flyktig komponent, som avkjøles i varmeveksleren 10 og sendes til beholder 11.

I destillasjonskolonnen utføres således en kontinuerlig ikke-likevektsprosess for å separere den opprinnelige binære blandingen til et destillat med et høyt innhold av en svært flyktig komponent og en bunnrest anriket med en svært flyktig komponent.

Utbedring av flerkomponentblandinger, som er mer vanlig i praksis enn tokomponentblandinger, fortsetter i henhold til skjemaet diskutert ovenfor, selv om antallet utstyr som brukes øker.

I destillasjonsinstallasjoner brukes hovedsakelig to typer apparater: kolonner med trinnvis fasekontakt (plate) og kontinuerlig kontakt (film og pakket).

Retifisering av flerkomponentblandinger kan utføres i forskjellige sekvenser, ved å bruke mange enkle kolonner (en mindre enn antall komponenter i den opprinnelige blandingen) og ved å bruke en kompleks kolonne.

For rettingsprosessen brukes hovedsakelig platesøyler. De installerer horisontale plater med enheter som sikrer god kontakt mellom væske og damp.

Diameteren på kolonnen bestemmes avhengig av produktiviteten til installasjonen og damphastigheten i kolonnen, som velges i området 0,6 - 1,0 m/s. Destillasjonskolonner av forskjellige størrelser brukes: fra små kolonner med en diameter på 300 - 400 mm til høyytelsesinstallasjoner, med søyler med en diameter på 6, 8, 10, 12 m og mer.

Høyden på søylen avhenger av antall plater og avstanden mellom dem. Jo mindre avstanden mellom platene er, jo lavere er søylen. Men ettersom avstanden mellom brettene reduseres, øker medføringen av sprut og det er fare for væskeoverføring fra de nedre brettene til de øvre, noe som reduserer effektiviteten betydelig. installasjoner. Avstanden mellom skuffene tas vanligvis avhengig av søylens diameter, med hensyn til muligheten for reparasjon og rengjøring av søylen. De anbefalte avstandene mellom brettene med destillasjonskolonner avhengig av diameteren er gitt nedenfor:

Søyle diameter, mm opptil 800, 800 - 1600, 1600 - 2000

Avstand mellom platene, mm 200 -350, 350 - 400, 400 - 500

Søyle diameter, mm fra 2000 - 2400 og over 2400

Avstand mellom platene, mm 500 - 600, over 600.

Antall brett i destillasjonskolonnen eller høyden på pakkingen bestemmes av teknologisk beregning; det avhenger av de fysisk-kjemiske egenskapene til komponentene som separeres, den nødvendige separasjonsrenheten og effektiviteten. retter. Vanligvis har destillasjonskolonner 10 - 30 plater, men kolonner for separering av blandinger med lignende kokepunkter har hundrevis av plater og har følgelig en høyde på opptil 30 - 90 m.

Destillasjonskolonner opererer vanligvis ved atmosfærisk eller svakt overtrykk. Vakuumsøyler og kolonner som opererer ved forhøyet trykk er av begrenset bruk. Rektifisering under vakuum brukes når man ønsker å redusere temperaturen i kolonnen, noe som er nødvendig ved separering av komponenter med høyt kokepunkt eller stoffer som er ustabile ved høye temperaturer. Retting under forhøyet trykk brukes til å separere flytende gasser og svært flyktige væsker.

Utbedring (fra sent latin rectificatio - retting, korrigering)

en av metodene for å separere flytende blandinger, basert på ulik fordeling av blandingskomponenter mellom væske- og dampfasen. I R. kommer strømmer av damp og væske, som beveger seg i motsatte retninger (motstrøm), gjentatte ganger i kontakt med hverandre i spesielle enheter (destillasjonskolonner), og en del av dampen (eller væsken) som forlater enheten går tilbake etter kondensering (for damp) eller fordampning (for væske). Denne motstrømsbevegelsen av kontaktstrømmene er ledsaget av prosesser med varmeveksling og masseoverføring, som ved hvert kontakttrinn fortsetter (i grensen) til en likevektstilstand; i dette tilfellet blir de stigende dampstrømmene kontinuerlig beriket med mer flyktige komponenter, og den flytende væsken - med mindre flyktige. Bruker samme mengde varme som under destillasjon (se destillasjon), R. lar deg oppnå større ekstraksjon og berikelse av ønsket komponent eller gruppe av komponenter. R. er mye brukt både i industriell, preparativ og laboratorieskala, ofte i kombinasjon med andre separasjonsprosesser, som absorpsjon. Ekstraksjon og krystallisering.

I henhold til Raoults lover (Se Raoults lover) og Daltons lov, under forhold med termodynamisk likevekt konsentrasjonen av evt. Jeg komponent i et par K i ganger forskjellig fra konsentrasjonen i væsken, og fordelingskoeffisienten K i= ρ * j/s(Hvor ρ * j - mettet damptrykk Jeg-th komponent; R - totalt trykk). Forholdet mellom fordelingskoeffisienten til to komponenter K i Og Kj kalles relativ volatilitet og betegnes med α ij. Jo mer forskjellig α ij fra enhet, jo lettere er det å skille disse komponentene ved å bruke P. I noen tilfeller er det mulig å øke α ij som et resultat av innføringen av en ny komponent (kalt et skillemiddel) i blandingen som separeres, som danner en azeotrop blanding med noen komponenter i systemet (Se Azeotropic blanding). For samme formål introduseres et løsningsmiddel som koker ved en mye høyere temperatur enn komponentene i den opprinnelige blandingen. De tilsvarende R.-prosessene kalles azeotropiske eller ekstraktive. Verdi α ij avhenger av trykk: som regel, når trykket avtar α ijøker. R. ved lave trykk - vakuum - er spesielt egnet for separering av termisk ustabile stoffer.

Utstyr for utbedring. Innretningene som brukes for å utføre rektifisering - destillasjonskolonner - består av selve kolonnen, der motstrømskontakt av damp og væske oppstår, og innretninger der fordampning av væske og kondensering av damp skjer - en terning og en tilbakeløpskondensator. Søylen er en vertikalt stående hul sylinder, inne i hvilken den såkalte. plater (kontaktenheter av forskjellige design) eller formet klumpmateriale er plassert - Munnstykke . Terningen og tilbakeløpskondensatoren er vanligvis skall-og-rør varmevekslere (rørovner og roterende fordampere brukes også).

Hensikten med brettene og munnstykket er å utvikle grenseflaten og forbedre kontakten mellom væske og damp. Platene er vanligvis utstyrt med en anordning for overløp av væske. Utformingen av tre typer overløpsplater er vist i ris. 1 (EN,b, V). Som pakking for destillasjonskolonner brukes vanligvis ringer, hvis ytre diameter er lik høyden. De vanligste er Raschig-ringer ( ris. 2 , 1) og deres forskjellige modifikasjoner ( ris. 2 , 2-4 ).

I både pakkede og skivesøyler brukes den kinetiske energien til damp for å overvinne den hydrauliske motstanden til kontaktanordninger og for å skape et dynamisk dispergeringssystem av damp - væske med en stor grenseflate. Det er også destillasjonskolonner med mekanisk energitilførsel, der et spredt system skapes ved å rotere en rotor montert langs kolonnens akse. Roterende enheter har et lavere trykkfall over høyden, noe som er spesielt viktig for vakuumsøyler.

Basert på utførelsesmetoden skilles det mellom kontinuerlig og periodisk rektifisering.I det første tilfellet mates blandingen som skal separeres kontinuerlig inn i en destillasjonskolonne og to eller flere fraksjoner, anriket på noen komponenter og utarmet i andre. fjernes kontinuerlig fra kolonnen. Flytdiagrammet for et typisk apparat for kontinuerlig R. - en hel kolonne - er vist i ris. 3 , A. Den komplette kolonnen består av 2 seksjoner - styrking ( 1 ) og uttømmende ( 2 ). Den opprinnelige blandingen (vanligvis ved kokepunktet) mates inn i kolonnen, hvor den blandes med den såkalte. den ekstraherte væsken og strømmer nedover kontaktanordningene (plater eller dyse) til eksosseksjonen i motstrøm til den stigende dampstrømmen. Etter å ha nådd bunnen av kolonnen, mates væskestrømmen, anriket med svært flyktige komponenter, inn i kolonnekuben ( 3 ). Her blir væsken delvis fordampet ved oppvarming med egnet kjølevæske, og dampen kommer igjen inn i eksosseksjonen. Dampen som kommer ut av denne seksjonen (den såkalte strippedampen) kommer inn i forsterkningsseksjonen. Etter å ha passert gjennom den, kommer dampen beriket med flyktige komponenter inn i tilbakeløpskondensatoren ( 4 ), hvor det vanligvis er fullstendig kondensert med et passende kjølemedium. Den resulterende væsken er delt inn i 2 strømmer: destillat og tilbakeløp. Destillatet er en produktstrøm, og tilbakeløpet går til å vanne forsterkningsseksjonen, gjennom kontaktanordningene som det strømmer til. En del av væsken fjernes fra kolonnekuben i form av den såkalte. bunner (også produktflyt).

Forholdet mellom mengde tilbakeløp og mengde destillat er angitt med R og kalles refluksforholdet. Dette tallet er en viktig egenskap ved R.: jo mer R, jo høyere driftskostnadene for prosessen. De minste nødvendige varme- og kuldekostnadene knyttet til utførelsen av en spesifikk separasjonsoppgave kan bli funnet ved å bruke konseptet med minimum tilbakeløpsforhold, som er funnet ved beregning under antakelsen om at antall kontaktenheter, eller den totale høyden på dysen , har en tendens til uendelig.

Hvis den opprinnelige blandingen må deles kontinuerlig i et antall fraksjoner større enn to, brukes en seriell eller parallell seriekobling av kolonner.

Med periodisk R. ( ris. 3 , b) den opprinnelige væskeblandingen lastes samtidig inn i kolonnekuben, hvis kapasitet tilsvarer den ønskede produktiviteten. Damper fra kuben kommer inn i kolonnen og stiger til tilbakeløpskondensatoren, hvor de kondenseres. I den innledende perioden går alt kondensat tilbake til kolonnen, som tilsvarer den såkalte. full vanningsmodus. Kondensatet deles deretter i tilbakeløp og destillat. Ettersom destillatet velges (enten ved et konstant tilbakeløpsforhold eller med dets endring), fjernes først de svært flyktige komponentene fra kolonnen, deretter de moderat flyktige osv. Den nødvendige fraksjonen (eller fraksjonene) velges inn i passende samling . Operasjonen fortsetter til den opprinnelig ladede blandingen er fullstendig behandlet.

Grunnleggende om beregning av destillasjonskolonner. Fra et fysisk-kjemisk synspunkt er hydrodynamikk en kompleks prosess med motstrøms varme- og masseoverføring mellom væske- og dampfaser under kompliserte hydrodynamiske forhold. Det er denne tilnærmingen til den matematiske beskrivelsen av beregningen av prosessen som utvikles i forbindelse med bruk av elektroniske digitale datamaskiner (DCM).

Men når man kvantitativt vurderer ytelsen til destillasjonskolonner, brukes vanligvis konseptet med en teoretisk plate. En slik plate forstås som en hypotetisk kontaktanordning der termodynamisk likevekt etableres mellom strømmene av damp og væske som forlater den, det vil si at konsentrasjonene av komponentene i disse strømmene er relatert til hverandre med en fordelingskoeffisient. Enhver reell destillasjonskolonne kan assosieres med en kolonne med et visst antall teoretiske plater, hvis inngangs- og utgangsstrømmer, både i størrelse og konsentrasjon, faller sammen med strømmene til den virkelige kolonnen. Vi kan for eksempel si at dette virkelige apparatet i effektivitet tilsvarer en kolonne med fem, seks osv. teoretiske plater. Basert på dette kan vi bestemme den såkalte. kolonneeffektivitet som forholdet mellom antall teoretiske skuffer som tilsvarer denne kolonnen og antall faktisk installerte skuffer. For pakkede kolonner kan HETP-verdien (høyde ekvivalent med en teoretisk plate) bestemmes som forholdet mellom høyden på det pakkede laget og antallet teoretiske plater som det er ekvivalent med i sin separasjonsvirkning.

Assosiert med det teoretiske brettkonseptet er den fruktbare ideen om å skille design og hydrauliske parametere fra prosessparametere som strømningsforhold og distribusjonskoeffisienter. Den enkle oppgaven med å beregne en destillasjonskolonne deles inn i to enklere, uavhengige: a) teknologisk beregning, når det er nødvendig å fastslå hvilke sammensetninger som vil bli oppnådd på et fast antall teoretiske plater, eller for å finne hvor mange teoretiske plater tas for å oppnå den ønskede sammensetningen av utgangsstrømmene; b) beregning når det er nødvendig å fastslå hvor mange reelle plater som skal tas eller hvilken høyde på dysen som skal være for å realisere ønsket antall teoretiske plater. Matematisk tillater det første problemet (a) en klar formulering og reduserer til å løse et omfattende system av ikke-lineære algebraiske ligninger (for kontinuerlige kolonner) eller til å integrere systemer med vanlige differensialligninger (for periodiske kolonner). Ved R. multikomponentblanding er løsningen kun tilgjengelig ved hjelp av en digital datamaskin. Bruken av maskiner gjør det også mulig å beregne komplekse søyler, som i praksis til en viss grad tidligere ble hemmet av mangelen på nøyaktige beregningsmetoder. I hydraulisk beregning (b) kan enten direkte empiriske korrelasjoner mellom verdiene av HEHP og effektivitet, på den ene siden, og utformingen av platen, type dyse og hydrauliske parametere (spesifikke belastninger for damp og væske) brukes , på den andre, eller forhold som forbinder HEHP og effektivitet med kinetiske og diffusjonsparametere (som masseoverføring og effektiv diffusjonskoeffisient).

Hovedområdene for industriell anvendelse av R. er produksjon av individuelle fraksjoner og individuelle hydrokarboner fra petroleumsråvarer i oljeraffinering og petrokjemisk industri, og produksjon av etylenoksid, akrylnitril, kaprolaktam og alkylklorsilaner i kjemisk industri. R. er mye brukt i andre sektorer av den nasjonale økonomien: ikke-jernholdig metallurgi, koks-kjemisk, tre-kjemisk industri, mat og kjemisk-farmasøytisk industri.

Litt.: Kasatkin A.G., Grunnleggende prosesser og apparater for kjemisk teknologi, 8. utgave, M., 1971; Alexandrov I. A., Rectification and absorption apparater, 2. utgave, M., 1971; Kogan V.B., Azeotropic and extractive rectification, 2. utgave, M., 1971; Olevsky V.M., Ruchinsky V.R., Rectification of termally ustabile products, M., 1972; Platonov V.M., Bergo B.G., Separasjon av flerkomponentblandinger. Beregning og forskning av retting på datamaskiner, M., 1965; Holland Ch., Multikomponent retting, trans. fra engelsk, M., 1969; Krel E., Guide to laboratory rectification, trans. fra German, M., 1960.

V. M. Platonov, G. G. Filippov.

Stor sovjetisk leksikon. - M.: Sovjetisk leksikon. 1969-1978 .

Synonymer:

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

postet på http://www.allbest.ru/

Introduksjon

1. Teknologisk diagram og beskrivelse av det

2.Teknologisk beregning

2.1 Beregning av destillasjonskolonnen

2.2 Materialbalanse

4. Beregning av termisk installasjon

3. Termisk beregning av kolonnen

Konklusjon

Bibliografi

INTRODUKSJON

Rektifisering er en av metodene for å separere væskeblandinger basert på ulik fordeling av blandingskomponenter mellom væske- og dampfasen. Destillasjonskolonner brukes som anordninger som brukes til rektifisering - bestående av selve kolonnen, hvor motstrømskontakt av damp og væske oppstår, og anordninger hvor fordampning av væske og kondensering av damp skjer - en terning og en tilbakeløpskjøler. Søylen er en vertikalt stående hul sylinder, på innsiden av hvilken såkalte plater (kontaktenheter av forskjellige design) er installert eller et formet stykke materiale er plassert - en dyse. Terningen og tilbakeløpskondensatoren er vanligvis skall-og-rør varmevekslere (rørovner og fordamperterninger brukes også).

Hensikten med platene og munnstykket er å skille grenseflaten og forbedre kontakten mellom væske og damp. Platene er vanligvis utstyrt med en anordning for overløp av væske. Ringer hvis diameter er lik høyden brukes vanligvis som pakking for destillasjonskolonner.

I det første tilfellet mates blandingen som skal separeres kontinuerlig inn i en destillasjonskolonne, og to eller flere fraksjoner, anriket på noen komponenter og utarmet i andre, blir kontinuerlig fjernet fra kolonnen. Den komplette søylen består av to seksjoner, forsterkende og utmattende. Den opprinnelige blandingen (vanligvis ved kokepunktet) mates inn i kolonnen, hvor den blandes med den såkalte ekstraherte væsken, og strømmer nedover kontaktanordningene (plater eller dyse) til eksosseksjonen i motstrøm til den stigende dampstrømmen. Når den når bunnen av kolonnen, blir væsken beriket med svært flyktige komponenter. I bunnen fordamper væsken delvis som følge av oppvarming av den medfølgende kjølevæsken, og dampen kommer igjen inn i eksosdelen. Etter å ha passert gjennom den, beriket med flyktige komponenter, kommer dampen inn i tilbakeløpskondensatoren, hvor den vanligvis er fullstendig kondensert med et passende kjølemiddel. Den resulterende væsken er delt inn i to strømmer - destillat og tilbakeløp. Destillatet er en produktstrøm, og tilbakeløpet går til å vanne forsterkningsseksjonen, gjennom kontaktanordningene som det strømmer til. En del av væsken fjernes fra bunnen av kolonnen i form av såkalte bunner (også produktstrøm).

Hvis den opprinnelige blandingen må deles kontinuerlig i et antall fraksjoner større enn to, brukes en seriell eller parallell kobling av kolonner.

Med periodisk rektifisering lastes den innledende flytende blandingen samtidig inn i kuben til kolonnen, en beholder som tilsvarer ønsket produktivitet. Dampene kommer inn i kolonnen og stiger til tilbakeløpskondensatoren, hvor de kondenseres. I den innledende perioden går alt kondensat tilbake til kolonnen, som tilsvarer hele vanningsregimet. Kondensatet deles deretter i destillat og tilbakeløp. Når destillatet velges (enten ved et konstant tilbakeløpsforhold eller med dets endring, fjernes først de svært flyktige komponentene fra kolonnen, deretter de moderat flyktige, og så videre). Den nødvendige fraksjonen (eller fraksjonene) velges inn i den aktuelle samlingen. Operasjonen fortsetter til den opprinnelig ladede blandingen er fullstendig behandlet.

Hovedområdene for industriell anvendelse av rektifisering er produksjon av individuelle fraksjoner og individuelle hydrokarboner fra petroleumsråstoff i oljeraffinering og petrokjemisk industri, etylenoksid, akrylnitril, akrylklorsilaner i kjemisk industri. Retting er mye brukt i andre sektorer av den nasjonale økonomien: koks-kjemisk, tre-kjemisk, mat, kjemisk-farmasøytisk industri.

1. TEKNOLOGISK DIAGRAM OG DETS BESKRIVELSE

Skjemaet for destillasjonsenheten er vist i fig. 1.1

Opplegg for en kontinuerlig destillasjonsenhet

1 - beholder for den opprinnelige blandingen; 2 - varmeapparat; 3 - kolonne;

4 - kjele; 5 - tilbakeløpskondensator; 6 - slimdeler; 7 - kjøleskap; 8 - destillatoppsamling; 9 - samling av fortsatt rester.

Startblandingen fra beholder 1 mates av en sentrifugalpumpe inn i varmeveksler 2, hvor den varmes opp til kokepunktet. Den oppvarmede blandingen sendes for separasjon til destillasjonskolonne 3, hvor væskesammensetningen er lik sammensetningen av den opprinnelige blandingen xF. Flytende nedover kolonnen samvirker væsken med den stigende dampen som dannes når bunnvæsken koker i kjele 4. Som følge av masseoverføring med væsken anrikes dampen med en svært flyktig komponent. For mer fullstendig anrikning vannes den øvre delen av kolonnen i henhold til et gitt tilbakeløpsforhold med en væske (tilbakeløp) av sammensetningen xP, oppnådd i tilbakeløpskjøleren 5 ved å kondensere dampen som forlater kolonnen. En del av kondensatet fjernes fra tilbakeløpskondensatoren i form av et ferdig separasjonsprodukt - destillat, som avkjøles i varmeveksler 7 og sendes til beholder 8.

Fra bunnen av kolonnen fjerner en pumpe kontinuerlig bunnvæske - et produkt beriket med en ikke-flyktig komponent, som avkjøles i varmeveksler 7 og sendes til beholder 9.

I destillasjonskolonnen utføres således en kontinuerlig ikke-likevektsprosess for å separere den opprinnelige binære blandingen i et destillat (med et høyt innhold av en svært flyktig komponent) og en bunnrest (anriket med en svært flyktig komponent).

2.TEKNOLOGISK BEREGNING

2.1 Beregning av destillasjonskolonnen

2.2 Materialbalanse

Når vi kjenner produktiviteten til kolonnen og de nødvendige konsentrasjonene, vil vi bestemme de manglende dataene, dvs. produktiviteten til destillatet og bunnene (GW og GD), basert på materialbalanselikningene.

Herfra finner vi:

0,83-0,31=0,52 kg/s

hvor er molfraksjonene av den svært flyktige komponenten i væsken, og er konsentrasjonen av den svært flyktige komponenten i dampen, som er i likevekt med væsken (mater den opprinnelige blandingen).

La oss beregne sammensetningen av fasene på nytt fra masse til molfraksjoner i henhold til forholdet

hvor Mch og Mt er molekylvektene til henholdsvis karbontetraklorid og toluen, kg/kmol.

Lavtkokende komponent (svært flyktig) - karbontetraklorid

Høykokende komponent (neppe flyktig) - toluen

kmol/kmol blanding.

kmol/kmol blanding

Ligning av arbeidslinjen til den øvre forsterkende delen av søylen

Fra y-x-diagrammet finner vi den ved tilsvarende verdi, altså = 0,68

Relativ føflekkstrøm

Gjennomsnittlige massestrømningshastigheter (belastninger) for væske for øvre og nedre deler av kolonnen bestemmes fra relasjonene:

hvor MP og MF er de molare massene til destillatet og den opprinnelige blandingen;

MV og MN er de gjennomsnittlige molare massene til væsken i øvre og nedre del av kolonnen.

Den molare massen til destillatet i dette tilfellet kan tas lik den molare massen til den svært flyktige komponenten - karbontetraklorid. Den molare massen til væsken i øvre og nedre del av kolonnen er henholdsvis lik:

hvor Mch og MT er de molare massene av karbontetraklorid og toluen;

xsr.v og xsr.n er den gjennomsnittlige molare sammensetningen av væsken i henholdsvis øvre og nedre del av kolonnen:

Molar masse av den opprinnelige blandingen

Molar masse av destillat

Ved å erstatte, får vi:

De gjennomsnittlige massestrømmene av damp i øvre GB og nedre GH-deler av kolonnen er henholdsvis lik:

Her er de gjennomsnittlige molare massene av damp i øvre og nedre deler av kolonnen:

Ved å erstatte, får vi:

2.3 Beregning av kolonnehastighet og diameter

Beregning av damphastighet for brettdestillasjonskolonner med siktbrett utføres ved å bruke følgende ligning:

c er en koeffisient avhengig av utformingen av brettene, avstanden mellom brettene, driftstrykket til kolonnen og væskebelastningen til kolonnen. La oss sette avstanden mellom platene h=300mm. Basert på h, bestemmer vi fra grafen c=f(h) vist i figur 7.2 i læreboken verdien av koeffisienten c=0,032.

La oss finne tetthetene av væske xv og xn og damp uv og un i øvre og nedre del av kolonnen ved gjennomsnittstemperaturer tB og tH. De gjennomsnittlige damptemperaturene bestemmes fra t -x,y-diagrammet.

tв = 86 C; tn = 105 C

La oss beregne tetthetene til væskefasen øverst og nederst i kolonnen:

hvor xvol.v, xvol.n er de volumetriske konsentrasjonene av væskefasen på henholdsvis toppen og bunnen av kolonnen.

Den tillatte hastigheten i øvre og nedre del av søylen er henholdsvis lik:

Siden de oppnådde hastighetene avviker lite fra hverandre, bruker vi gjennomsnittlig damphastighet i beregningen:

= (0,54+0,52)/2 = 0,53 m/s

Den omtrentlige diameteren til kolonnen bestemmes fra strømningsligningen:

Vi tar den gjennomsnittlige massestrømmen av damp i kolonnen lik halvparten av summen av GB og GH:

G = (1,4+1,6)/2 = 1,28 kg/s

Gjennomsnittlig damptetthet:

Søylediameter

La oss velge standard diameter på søyleskallet i henhold til katalogen d = 800 mm. I dette tilfellet vil den faktiske driftsdamphastigheten være lik:

0, (0,79/0,8)2 = 0,6 m/s

For en søyle med en diameter på 800 mm velger vi en TSK-R plate med følgende designdimensjoner:

Diameter på hull i platen do=3mm

Trinn mellom hull t=7mm

Overløpsterskelhøyde hper=30mm

Overløpsterskelbredde b=0,4m

Arbeidsseksjon av platen St=0,41m2

Hastighet i arbeidsdelen av platen

T=*0,785*d2/ST=0,6*0,785*0,82/0,41=0,74 m/s

2.4 Høyden på det lette væskelaget på platen og dampinnholdet i det boblende laget

Vi finner høyden på det lette væskelaget h® for silplater ved å bruke ligningen

ho = 0,787, (2,30)

hvor er det spesifikke væskeforbruket per 1 m av bredden på avløpsskilleveggen,

b - bredden på avløpsskilleveggen, m;

høyde på overløpsskilleveggen, m;

dynamisk koeffisient for væskeviskositet, mPa s;

m - eksponent;

overflatespenning av væske, mN/m;

overflatespenning av vann, mN/m.

For en blanding av normale væsker i øvre og nedre del av kolonnen, kan viskositetsverdien mcm beregnes ved å bruke formlene:

hvor de dynamiske viskositetskoeffisientene til karbontetraklorid og toluen er øverst og nederst.

Høyde på lett lag:

a) for toppen av kolonnen:

b) for bunnen av kolonnen:

For toppen av kolonnen

For bunnen av kolonnen

2.5 Beregning av plater og søylehøyde

RT=559 mmHg.

РCCL4=1475 mmHg.

For å bestemme effektiviteten plater, finner vi koeffisienten for relativ flyktighet til de separerte komponentene b = Рт/РССЛ4 og den dynamiske viskositetskoeffisienten til den opprinnelige blandingen m ved gjennomsnittstemperaturen i kolonnen.

b=1475/559=2,64

Den dynamiske koeffisienten til toluen er 0,29 cP, karbontetraklorid 0,32 cP

m= (мссl4-µt)/2=(0,29+0,32)/2=0,36

bµ=2,64*0,36=0,954

I følge grafen er virkningsgraden 0,48.

Fra grafen finner vi verdien av korreksjonen for banelengden = 0,185

Gjennomsnittlig effektivitet av plater:

l=(1+)=0,48*(1+0,185)=0,57

Antall reelle plater beregnes ved hjelp av ligningen

Høyde på tallerkendelen

Nt = (n - 1) h = (14 - 1) 0,3 = 6,6 m

3. Hydraulisk beregning av platemotstand

Den hydrauliske motstanden til platene i RK-kolonnen bestemmes av formelen:

hvor РВ og РН er den hydrauliske motstanden til henholdsvis én plate av øvre og nedre del av kolonnen, Pa.

Den totale hydrauliske motstanden til en plate består av tre ledd.

Vi beregner den hydrauliske motstanden til en tørr plate ved å bruke ligningen:

Motstandskoeffisient / La oss anta = 1,5.

Den hydrauliske motstanden til gass-væskelaget (skum) på skuffene vil være forskjellig i øvre og nedre deler av kolonnen:

Den hydrauliske motstanden på grunn av overflatespenningskrefter er lik:

Da er den totale motstanden til en plate:

Da er den totale motstanden til destillasjonskolonnen:

4. BEREGNING AV TERMISK INSTALLASJON

Qd = GD(1 + R)rD

Qd = 0,52(1+1,8)* 204*103 = 297*103 W

hvor rD er varmen fra tilbakeløpskondensasjon

rD = ra *xD + (1 - xD)rв

rD = 0,95*195*103+0,01*394*103=204*103 J/kg

der rc = 195*103 J/kg er kondensasjonsvarmen av karbontetraklorid,

rt = 394*103 J/kg er kondensasjonsvarmen av toluen.

Varmeforbruket mottatt i fordamperkuben fra oppvarmingsdampen er funnet ved ligningen:

Qk=QД +GD*CD*tD+GW*CW*tW-Gf*Cf*tf

Qk=1,03*(297*103+0,52*0,46*4190*80+0,31*4190*110,6*0,46-0,83*0,455*4190*93)= 305* 103

Varmeforbruk i dampvarmeren til den opprinnelige blandingen:

Q=1,05*Gf*Cf*(tf-tstart) = 1,05*0,83*4190*(93-18) =274*103W (3,4)

Varmeforbruk gitt til kjølevann i destillatvannkjøleren:

Q= GD*CD*(tD-tcon) = 0,52*0,46 *4190*(80-25) =155020W (3,5)

Varmeforbruk gitt til kjølevann i bunnvannkjøleren:

Q= GW*CW*(tW -tcon) = 0, 31*0, 46*4190*(110, 9-25) =202010W (3,6)

Oppvarmingsdampforbruk:

a) i en terning - fordamper

Gg.p =Qk/rg.p= 305*103/2141*103=0, 42 kg/s (3,7)

b) inn i varmeovnene til den opprinnelige blandingen

Gg.p =274*103/2141*103=0,12 kg/s

Totalt: 0,42+0,12=0,54 kg/s eller t/t

Kjølevannsforbruk ved oppvarming til 200C:

a) i en tilbakeløpskjøler

Vв=QД/Св*(tfin - tstart)*св =297*103/4190*20*1000 = 0,0035 m3/s (3,8)

b) i en destillatvannkjøler

Vв=155,020*103/4190*20*1000 = 0,0184 m3/s

c) i en vannkjøler av destillasjonsresten

Vв= 202,010*103/4190*20*1000 = 0,0024 m3/s

installasjon utbedring handling kontinuerlig

KONKLUSJON

I dette kursprosjektet, som et resultat av tekniske beregninger, ble en destillasjonsenhet valgt for å separere en binær blanding av karbontetraklorid - toluen, med en destillasjonskolonne med en diameter på D = 0,8 (m), en høyde på H = 6,6 ( m), hvor siktbrett er brukt, avstanden mellom disse er h = 0,3(m). Kolonnen fungerer i normal modus.

BIBLIOGRAFI

Grunnleggende prosesser og apparater innen kjemisk teknologi / Designmanual / Under. utg. Yu.I. Dytnersky.- M: Chemistry, 1983 - 272 s.

Eksempler og oppgaver til kurset om prosesser og apparater innen kjemisk teknologi /Lærebok/, K.F. Pavlov, P.G. Romankov, A.A. Noskov, 9. utg. omarbeidet og supplert. L. Chemistry, 1987-575 s.

Skrevet på Allbest.ru

...

Lignende dokumenter

Essensen av prosessen med periodisk rektifisering av binære blandinger. Driftsprinsipper for en kontinuerlig destillasjonsenhet for separering av binære blandinger. Beregning av material- og varmebalanse. Bestemmelse av damphastighet og kolonnediameter.

kursarbeid, lagt til 24.10.2011

Essensen og formålet med rektifisering er diffusjonsprosessen for å separere flytende blandinger av gjensidig oppløselige komponenter som er forskjellige i kokepunkt. Beregning av materialbalanse. Bestemmelse av damphastighet og kolonnediameter. Termisk beregning av installasjonen.

test, lagt til 24.10.2011

Skjematisk diagram av et utbedringsanlegg. Teknologisk beregning av en kontinuerlig destillasjonskolonne. Grunnleggende fysisk-kjemiske og hydrauliske egenskaper til damp- og væskefasene for toppen og bunnen av kolonnen. Lokal kontakteffektivitet.

kursarbeid, lagt til 12.05.2010

Grunnleggende om rektifiseringsprosessen og beregning av destillasjonskolonner. Driftsskjema og typer lokkplater. Skjematisk diagram av utbedringsprosessen. Termisk beregning av installasjonen. Beregning av en platedestillasjonskolonne. Detaljert beregning av tilbakeløpskondensatoren.

kursarbeid, lagt til 20.08.2011

Beskrivelse av en gjennomgående installasjon for utbedring. Bestemmelse av arbeidsrefluksforhold og kolonnediameter. Beregning av damp- og væskevolumer. Beregning av kjelen. Valg av pumpe for dispensering av startblandingen til installasjonen, analyse av trykktap.

kursarbeid, lagt til 26.11.2012

Utvikling av en rektifikasjonsenhet for kontinuerlig separering av blandingen: aceton - eddiksyre. Beregning av diameter, høyde, hydraulisk motstand til destillasjonskolonnen. Bestemmelse av varmebalanse og forbruk av varmedamp og kjølevann.

kursarbeid, lagt til 24.10.2011

Beregning av en kontinuerlig destillasjonskolonne med siktebrett for separering av en etanol-vannblanding med en kapasitet på 5000 kg/time basert på utgangsblandingen. Material- og varmebalanse, apparatdimensjoner og normaliserte konstruksjonselementer.

kursarbeid, lagt til 13.05.2011

Analyse av beregningsresultatene for en kontinuerlig destillasjonskolonne designet for å separere en binær blanding av metylalkohol - etylalkohol. Materialbalanse, beregning av termisk isolasjon av en søyle, hjelpeutstyr, kjele.

avhandling, lagt til 17.04.2011

Kjennetegn ved den teknologiske prosessen med utbedring; beregning av en installasjon for separering av en etanol-metanolblanding med en kapasitet på 160 tonn/døgn. Bestemmelse av kolonnedriftsmodus, materialstrømmer, varmebalanse; hydraulisk beregning av en silplate.

kursarbeid, lagt til 17.12.2012

Rettingsprosessen spiller en ledende rolle blant prosessene for separering av industrielle blandinger. I industrien utsettes flerkomponentblandinger av både enkle zeotrope og komplekse azeotrope blandinger for separering. Metoder for å separere ikke-ideelle blandinger.

INTRODUKSJON

Retting har vært kjent siden begynnelsen av 1800-tallet som en av de viktigste teknologiske prosessene, hovedsakelig innen olje- og alkoholindustrien. For tiden brukes rektifisering i økende grad innen ulike felt av kjemisk teknologi, hvor isolering av komponenter i deres rene form er svært viktig i produksjonen av organisk syntese: isotoper, polymerer, halvledere og forskjellige andre høyfrekvente stoffer.

I begynnelsen av 2003 ble Lynas-teknologien offisielt registrert i New York.

De økonomiske og tekniske fordelene ved Linas-teknologi sammenlignet med tradisjonelle destillasjonsteknologier har blitt bekreftet og testet i stabilt opererende industrielle oljeraffineringsanlegg i Linas.

Fordeler med den nye LINAS-søylen under industriell drift:

Konsekvent høy kvalitet på de resulterende produktene og stabiliteten til Linas-kolonnen under den teknologiske prosessen.

Med en jevn tilførsel av råvarer og varme til installasjonen kan det hende at de teknologiske parametrene til kolonnen ikke endres i flere måneders drift. Samtidig oppfyller kvaliteten på de resulterende produktene de strengeste kravene. Avvik i fraksjonssammensetningen til produktene under analyse var ikke mer enn 1-2°C forskjellig over flere måneders arbeid.

Bruken av en rekke originale løsninger i utformingen av Linas-kolonnen for primæroljeraffinering har ført til at kvaliteten på straight-run bensin, diesel og fyringsolje er på et høyt nivå selv under ulike teknologiske forhold.

Høy grad av separasjon med lav søylehøyde.

Linas destillasjonskolonner utmerker seg ved deres meget høye effektivitet i å separere komponentene i den opprinnelige blandingen. Dette lar oss oppnå resultater som ikke er oppnåelige selv på de mest moderne raffinerier.
Den høye separasjonsgraden i oljeraffineringskolonnen gir en unik mulighet til å øke utbyttet av diesel. Dette oppnås ved å flytte skillegrensen mellom bensin- og dieselfraksjoner. Avhengig av fraksjonssammensetningen til oljen, kan utbyttet av dieselfraksjonen økes med 5-12 % av installasjonens totale produktivitet. Og dette forbedrer økonomien til raffineriet betydelig. På dette grunnlaget ble det utviklet en modifisert versjon av Linas oljeraffineringsanlegg med økt utbytte av diesel.

Unik anvendelighet i vakuumprosesser.

En av hovedtrekkene til Linas-teknologien er den lave hydrauliske motstanden til destillasjonskolonnen.

Tradisjonelle søyler har betydelig hydraulisk motstand. Bruken av dem i vakuumrektifisering fører ofte til en situasjon der trykket langs høyden på kolonnen avviker med titalls og hundrevis av ganger. Det ville vært en strek å kalle en slik prosess en vakuumprosess.

Lav hydraulisk motstand gjør Linas-kolonnen unikt uunnværlig for vakuumdestillasjonsprosesser.

En kraftig reduksjon av brann- og eksplosjonsfare ved nødsituasjoner.

På grunn av den svært lille stoffmengden i Linas-kolonnen er brann- og eksplosjonsfaren for hele Linas destillasjonsanlegg kraftig redusert.

Gjentatte strømbrudd under igangkjøringsprosessen ved drift i maksimal teknologisk modus førte ikke til nødsituasjoner. Utformingen av søylen og det teknologiske røret til enheter i en slik situasjon forhindrer muligheten for en ulykke, uavhengig av tilstanden til nødbeskyttelsessystemet.

Under idriftsettelsesprosessen ble det registrert saker om å forsyne installasjonen med råvarer med vanninnhold fra 12 % (vannede råvarer) til 100 % (vann fra råvareparken etter hydrotesting). Innføringen av vann i råstoffvarmeovnen og inn i kolonnen ved maksimal modus førte ikke til en nødsituasjon.

Økt driftssikkerhet av utstyr og motstand mot forurensning.

Etter drift i 3,5 år ble det utført en detaljert inspeksjon av alle elementene i Linas-søylen. Det ble ikke funnet spor etter avleiringer eller korrosjon inne i søylen. Dette forklares av tilstedeværelsen av en konstant flytende film av flytende tilbakeløp langs masseoverføringsflatene til rørene og designfunksjonen til hele kolonnen.

1. TEKNOLOGISK DEL

1.1 Teoretisk grunnlag for rettingsprosessen

Rectification er prosessen med å separere homogene væskeblandinger som ikke er i termodynamisk likevekt til komponenter avhengig av deres flyktighet under motstrømsinteraksjonen mellom væske og damp.

Prosessen utføres ved kontakt av damp- og væskestrømmer med forskjellige temperaturer, og utføres vanligvis i kolonneanordninger. Ved hver kontakt fordamper en overveiende svært flyktig komponent (LVC) fra væsken, som beriker dampen, og en overveiende svært flyktig komponent (TLC) kondenserer fra dampen og går over i væsken. Denne toveis utvekslingen av komponenter, gjentatt mange ganger, gjør det til slutt mulig å oppnå par som er nesten rene LLC. Disse dampene, etter kondensering i et separat apparat, produserer et destillat og tilbakeløp - en væske som returneres for å vanne kolonnen og samhandle med de stigende dampene. Damper oppnås ved delvis fordampning fra bunnen av kolonnen av resten, som er nesten ren TLC.

Fysisk essens av utbedring

Den opprinnelige blandingen, bestående av LLC og TLC, mates inn i destillasjonskolonnen på mateplaten ved koketemperatur. Når den serveres på tallerken, sprer den originale blandingen seg over den og renner ned. Varme tilføres til bunnen av destillasjonskolonnen, på grunn av hvilken væsken varmes opp, fordamper og danner en oppadgående strøm av damp. Når damp kommer i kontakt med den flytende startblandingen, kondenserer en del av dampen, på grunn av dette øker konsentrasjonen av TLC i den. En del av væsken fordamper, og LLC går i damp, mens TLC forblir i væsken. Som et resultat er dampen ved utløpet av destillasjonskolonnen hundre prosent LLC, og væsken ved utløpet fra bunnen av kolonnen er TLC.

For å skape en væskestrøm fra toppen av kolonnen, returneres en del av kondensatet (overhead), kalt refluks, til kolonnen, og den andre delen slippes ut som overhead.

Rettingsprosessen kan utføres kontinuerlig og periodisk under atmosfærisk trykk og overtrykk, samt under vakuum.

Drivkraften til masseoverføringsprosesser er forskjellen i konsentrasjoner mellom komponentene i ulike faser.

Høyden H på absorberen beregnes ved å bruke den generelle masseoverføringsligningen. For eksempel, hvis drivkraften uttrykkes i gassfasekonsentrasjoner, da

Н = М/(Ку*а*S*∆Уср)

Hvor M er mengden absorbert gass; Ku - masseoverføringskoeffisient; a er det spesifikke overflatearealet av fasekontakt; S - tverrsnittsareal av kolonnen; ∆Usr er den gjennomsnittlige drivkraften til prosessen.

1.2 Beskrivelse av prosessflytdiagram for en kontinuerlig destillasjonskolonne

Den består av et rettingsmasseoverføringsapparat - en rettingssøyle, som er en vertikal sylindrisk kropp, inne i hvilken kontaktanordninger (pakning, plater) er plassert. En strøm av damp beveger seg fra bunnen til toppen av kolonnen, og kommer inn i den nedre delen fra fordamperen som ligger ved siden av eller under selve kolonnen. Sammensetningen av dampen som kommer inn i kolonnen er nesten ren TLC. På hver plate, når den beveger seg langs kolonnen, kondenserer den stigende dampen, og på grunn av varmen fra kondensasjonen, fordamper LLK som befinner seg i denne sonen.

Dermed er det en konstant fjerning av TLC fra eksosdampen og dens berikelse med LLC. Som et resultat slippes damper av nesten ren LLC ut fra toppen av kolonnen, som kondenserer i tilbakeløpskondensatoren. Det viser seg at væsken er delt i 2 strømmer i skillet. Den første strømmen, refluks, går tilbake til kolonnen, og skaper derved en nedadgående flyt av væske bestående av nesten ren LLC. Slimet strømmer nedover kolonnen og interagerer med stigende damp, og slimet blir konstant beriket av TLC som kondenserer fra det, og erstatter den konstant fordampende LLC. Som et resultat består væsken som når bunnen av kolonnen og kommer inn i fordamperen av en nesten lite flyktig komponent.

Den opprinnelige blandingen som leveres for separering, oppvarmes til koketemperatur i en varmeveksler og mates inn i kolonnen, inn i sonen hvis posisjon bestemmes som et resultat av beregningen av kontaktdestillasjonsapparatet.

Fôringssonen deler kolonnen i 2 deler. Den øvre, eller forsterkende, delen gir den største styrkingen av de stigende dampene, det vil si deres berikelse med LLC. Den nedre delen, eller den (uttømmende) delen, sikrer størst mulig fjerning av LLC fra væsken.

Den andre væskestrømmen, oppnådd i tilbakeløpskondensatoren og kalt destillat, kommer inn i kjøleskapet - varmeveksleren, og deretter inn i oppsamleren, hvorfra den pumpes som målprodukt av en pumpe.

Væsken som forlater bunnen av kolonnen er også delt inn i 2 strømmer. Den første går tilbake til fordamperen, hvorfra den føres tilbake til kolonnen i form av damp. Den andre, kalt bunner, etter avkjøling i kjøleskapet, sendes til oppsamlingstanken.

alkohol vannpakket kolonne

1.3 Design, prinsipp for drift av destillasjonskolonner

Destillasjonskolonnen har en sylindrisk kropp, inne i hvilken kontaktanordninger i form av plater eller dyser er installert. Damp beveger seg fra bunnen til toppen av kolonnen, og kommer inn i den nedre delen av apparatet fra kjelen, som er plassert utenfor kolonnen, det vil si at den er fjern, eller ligger rett under kolonnen. Derfor, ved hjelp av en kjele, skapes en oppadgående strøm av damp. Dampene passerer gjennom et lag med væske på den nedre platen, som vi først vil vurdere, ved å nummerere platene betinget fra bunn til topp. La væskekonsentrasjonen på den første platen være x1 (basert på den lavtkokende komponenten), og dens temperatur t1. Som et resultat av samspillet mellom væske og damp, som har høyere temperatur, fordamper væsken delvis, og hovedsakelig den lavflyktige komponenten passerer inn i dampen. Derfor kommer damp som inneholder en lavflyktig komponent y1>x1 inn i neste (andre) plate.

Fordampningen av væske på platen skjer på grunn av varmen fra dampkondensering. Fra dampen kondenserer en overveiende svært flyktig komponent og går over i væske, hvis innhold i dampen som kommer inn i platen er høyere enn likevekten med væskesammensetningen på platen. Hvis fordampningsvarmen til komponentene i en binær blanding er like, for å fordampe 1 mol av en lavflyktig komponent, er det nødvendig å kondensere 1 mol av en svært flyktig komponent, dvs. fasene på platen utveksler ekvimolekylære mengder av komponenten.

På den andre platen har væsken en sammensetning x2, inneholder mer lavflyktig komponent enn på den første (x2>x1), og koker følgelig ved høyere temperatur (t2 x2 osv.

Således blir dampen, som er nesten ren TLC ved utgangen fra kokeren, i økende grad anriket i den lavtkokende komponenten når den beveger seg oppover og forlater den øvre platen av kolonnen i form av en nesten ren lavflyktig komponent, som nesten fullstendig går over i dampfasen langs dampbanen fra kokeren til toppsøylene.

I en viss avstand fra toppen av kolonnen tilsettes den opprinnelige blandingen til væsken fra tilbakeløpskondensatoren, som kommer inn i kolonnens såkalte mateplate. For å redusere varmebelastningen til kjelen, sendes den opprinnelige blandingen vanligvis først til varmeren til koketemperaturen til væsken på mateplaten.

Fôringsplaten deler kolonnen i to deler, som har forskjellige formål. I den øvre delen (fra tilførselen til den øvre platen) bør man kanskje sørge for større forsterkning av dampene, det vil si anrikning av dem med NC slik at damper som i sammensetning ligner ren NC sendes til tilbakeløpskondensatoren. Derfor kalles denne delen av kolonnen styrking. I den nedre delen (fra tilførselen til den nedre platen) er det nødvendig å fjerne NC fra væsken i maksimal grad, dvs. tømme væsken slik at væske nær sammensetningen til ren TLC strømmer inn i kjelen. Følgelig kalles denne delen av kolonnen uttømmende.

1.4 Design, prinsipp for drift av en pakket destillasjonskolonne

En pakket destillasjonskolonne, mer konvensjonell i utformingen, er et sylindrisk vertikalt apparat fylt langs hele høyden eller i visse områder med en såkalt pakking av en viss størrelse og konfigurasjon med legemer laget av inerte materialer.

Søylen består av to deler: den øvre - forsterkende og den nedre - uttømmende. Inne i hver del av søylen er det et gitter som dysen er plassert på. På toppen av den forsterkende delen av kolonnen er enheter for kjelen installert, de kommer inn under risten til den uttømmende delen av kolonnen og passerer langs den fra bunnen og opp; væske, tvert imot, strømmer fra topp til bunn. Som et resultat av kontakten av damp med væske, anrikes dampen gradvis i LLC, og væsken i TLC.

Etter å ha passert gjennom kolonnen, sendes dampene som vanlig til tilbakeløpskjøleren, og væsken fra bunnen av den uttømmende delen av kolonnen tas delvis i form av en bunnrest som inneholder en relativt ren, mindre flyktig komponent. , og går delvis til kjelen. Dysen lastes inn i kolonnen gjennom toppen, og for å losse den er det installert spesielle luker i begge deler av kolonnen.

Pakninger er solide kropper av ulike former som lastes inn i kolonnekroppen i bulk eller plasseres på en bestemt måte. Den utviklede overflaten på dysene gir en betydelig kontaktflate mellom damp og væske.

For å fylle pakkede kolonner er Raschig-ringer laget av forskjellige materialer mye brukt, noe som sikrer allsidigheten til deres praktiske bruk. Raschig-ringer har imidlertid relativt lav ytelse og relativt høy motstand. Sistnevnte begrenser deres bruk for vakuumprosesser.

Ulike modifikasjoner av Raschig-ringer laget de siste årene - Pahl-ringer, Borad-ringer og andre har gjort det mulig å oppnå bedre ytelsesegenskaper enn med Raschig-ringer. På grunn av behovet for å lage dyser med lav hydraulisk motstand, er det utviklet ulike alternativer for regelmessig legging av pakkede kropper, blokkdyser, samt dyser fra masker med forskjellige design.

Munnstykket plasseres på støttende fordelingsrist og plater. Det frie tverrsnittet til slike enheter bør være så stort som mulig og nærme seg verdien av det frie volumet til dysen. For at dysen skal fungere effektivt, må overflaten av dysen være godt fuktet av væsken.

I pakkede kolonner er det praktisk talt umulig å oppnå jevn fordeling av vann som strømmer fra topp til bunn over alle tverrsnitt av apparatet. Væsken er spesielt ujevnt fordelt når diameteren på søylene er enorme. Derfor er det ikke nok å kontakte fasene i dem, som et resultat av at det er vanskelig å oppnå nøyaktig separasjon.

For tiden brukes pakkede kolonner for rektifisering sjelden, de er erstattet av brettsøyler.

2. BEREGNING AV RETNINGSKOLONNEN

2.1 Bestemmelse av søylens materialbalanse

A) generell materialbalanse mf=mp+mw=1,42 kg/s, hvor mf er strømningshastigheten til den opprinnelige blandingen, kg/s mp er destillatets strømningshastighet, kg/s mw er strømningshastigheten til bunnen, kg /s B) privat materialbalanse ved lavtkokende komponent

mf*хf=mp*xp+mw*хw

mf*xf=(mf-mw)*хp+mw*xw

mw=mf*[(xp-xf)/(xp-хw)]=1,42*[(80-20)/(80-2)]=1,09 kg/s mp = mf - mw = 1, 42 - 1,09 = 0,33 kg/s

2.2 Bestemmelse av det optimale arbeidsrefluksforholdet

For beregninger beregnet vi massefraksjonene av komponenten i mol ved hjelp av formelen

x=(x/Ma)/[(x/Ma)+(1-x/Mb)],kmol/kmol(*100=mol%)

der Ma, Mb er de molare massene til henholdsvis den svært flyktige (alkohol) og svært flyktige komponenten (vann).

xf=(xf/Ma)/(xf/Ma)+(1-xf/Mb)= (0,2/46)/(0,2/46)+(1-0,2/18)*100= 8,9 mol. %

xp=(xp/Ma)/(xp/Ma)+(1-xp/Mb)=(0,8/46)/(0,8/46)+(1-0,8/18)*100= 60,71 mol. %w=(xw/Ma)/(xw/Ma)+(1-xw/MB)=(0,02/46)/(0,02/46)+(1-0,02/18)*100 =0,7 mol. %

Etanol - vann

X - konsentrasjon av LLA i væske	Y - konsentrasjon av LLA i damp	T - koketemperaturen til den doble blandingen

Bestemme minimum refluksforhold

Rmin = (Хр-Yf)/(Yf - Xf)=(60,7 1- 42)/(42 - 8,9)=18,71/33,1=0,57

Det optimale arbeidsrefluksforholdet bestemmes av formelen:

R = Rmin*=0,57*1,7=0,97

Hvor er koeffisienten for overflødig slim, vi tar 1,6-1,8

2.3 Fastsettelse av antall teoretiske trinn

Vi bygger arbeidslinjen til søylen. Fordi kolonnen består av to deler:

uttømmende og styrkende, så bygger vi en linje langs fire punkter.

Ligning av prosesslinjen i den forsterkende delen av kolonnen:

Y = R*x/(R+l) + xp/(R+l)

t.A x = xp = 60,71 y = xp = 60,71

t.B x = 0 y=xp/R+l=60,71/0,97+1=30,82

Ved å koble disse 2 punktene får vi arbeidslinjen til den forsterkende delen av søylen.

Ligning av prosesslinjen i eksosdelen av kolonnen

Y = [(R+F)/(R+l)]*x-*xw

F, W - relative kostnader for den opprinnelige blandingen og bunnresten, dvs. tilskrives

mol destillat

t. Fra x = xf = 8,9 til skjæringspunktet med linjen AB

t. D x = xw = 0,7 y = xw = 0,7

Ved å koble disse to punktene får vi arbeidslinjen til den uttømmende delen av søylen.

ASD - kolonne arbeidslinje

Vi teller antall teoretiske trinn separat i hver del av kolonnen

CHTSukr, CHTSisch, ∑CHTS = CHTSukr + CHTSisch=4,5+4=8,5

2.4 Bestemmelse av varmebalanse

For å utføre termiske beregninger bestemmer vi kokepunktet og varmekapasiteten til den opprinnelige blandingen, destillatet og bunnene. Vi bygger en graf over temperaturavhengigheten T = f (X).

Etter å ha bygget en graf, fikk vi: Tf=87 0C, Tw=96,1 0C, Tp=79 0C

Ved å bruke de oppnådde koketemperaturene for startblandingen, destillatet og bunnene finner vi varmekapasitetene til LLK (Ca) og TLC (Sb). Varmekapasiteten til blandingen ved hver temperatur er funnet ved formelen:

Scm= Sa*x -Sb*(1-x)

Dermed bør det endelige resultatet være verdiene til Ccmf, Ccmr, Ccmw

St=1,1*4190=4609 J/(kg*K)

Ccmf=3310,1*0,089+4609(1-0,089)=294,6+4198,8=4493,2 J/(kg*K)

Ved Tw=96,1 0C

Csp=0,83*4190=3477,7 J/(kg*K)

St=1*4190=4190 J/(kg*K)

Ccmw=3477,7*0,007+4190(1-0,007)=24,34+4160,7=4185,04 J/(kg*K)

Csp=0,78*4190=3268,2 J/(kg*K)

St=1,05*4190=4399,5 J/(kg*K)

Ssmr=3288,2*0,6071+4399,5(1-0,6071)=1984,12+1728,6=3712,72 J/(kg*K)

La oss lage en varmebalanseligning:

Ankomst av varme:

A) med den opprinnelige blandingen i kolonnen

Qf=mf* Ccmf *Tf=1,42 *4493,4*87=555114,63 J

B) med slim

QR=mR*CcmR*TR=0,3201 *3712,72*79=93887 J

mR=R*smp=0,97*0,33=0,3201 kg/s,

CsmR=Ssmr=3712,72, TR = Tr=790C

B) med oppvarmingsdamp

Qg.p. =D*Ig.p. =D*2730000= 2730*103*D J

Vi aksepterer oppvarming av damp ved et trykk på 3 kg/s*cm for alle beregninger med temperatur

Tg.p. = 132,9 °C, Ig.p. = 2730 kJ/kg, rg.p.=2171 kJ/kg

Varmeforbruk:

A) med damp fra kolonnen

Qp"=m"p*I‘p=0,6501*294727,87=191602,6J

der I "n er entalpien til damp øverst i kolonnen

I "p = rp + Cp*tp=1422,99+3712,72*79=294727,87 J/kg, rp - fordampningsvarme, beregnet:

rп=ra*x+rb*(1-x)=848,1*0,6071+2311,22*(1-0,6071)=514,9+908,09=1422,99 J/kg

For nøyaktig beregning bruker vi interpolasjonsmetoden:

rsp=(r2-r1)/(t2-t1)*[(t-t1)+r1]=(812,9-879,9)/(100-60)*[(79-60)+879,9 ]= -1,675*19 +879,9=848,1 J/kg

rв=2311,22 J/kg

m"n = mp + mR =0,33+0,3201= 0,6501 kg/s

B) med bunner

Qw=mw* Ccmw *Tw=1,09*4185,04*96,1=438378,8 J

) med oppvarming av dampkondensat

cond=D*Cv*Tg.p.=D*4,19*103*132,9=556851*D J

D) Varmetap (utgjør 5 % av varmen avgitt av oppvarmingsdampen). Tap er betegnet som Qnot og tas med i varmebalansen. Fra den generelle varmebalanseligningen finner vi strømningshastigheten D for varmedamp.

Qpot=Qg.p*0,05=D*2730000*0,05=136500*D

Qf +QR+Qg.p.=Qn’+Qw+Qcond+Qpot

63+93887+2730000*D=191602,6+43878,8+556851*D+136500*D

2.5 Bestemmelse av diameteren på destillasjonskolonnen

Vi bestemmer strømningshastigheten og tettheten av damp i de øvre og nedre delene av kolonnen

Vc = mc /ρс

Der Vc er den volumetriske dampstrømningshastigheten, m3/s

mс - massestrømningshastighet for damp, kg/s

ρп - damptetthet, kg/m3

ρп=М*Р*Т0/22,4*Р0*Т

Hvor M er blandingens molare masse, kg/kmol

P, T - driftstrykk og temperatur, kg*s/cm2, K

Р0,Т0 - trykk og temperatur under normale forhold

Р0= 1 kg*s/cm2= 101,3 kPa

Øvre del:

m"n=mp*(R+l)=0,33*(0,97+1)=0,6501 kg/s

M"cm=Ma*hr+Mb*(1-t)=46*0,6071+18*(1-0,6071)=35 mol.% P" = Ratm = 1 kg*s/cm2=98100 Pa

ρ"p=Msm*P*T0/22,4*P0*Tr=35*98100*273/22,4*101300*352=1,17 kg/m3

V"с=m‘n/ρ’n=0,6501/1,17=0,56 m3/s

Nederste del:

Vi finner massestrømningshastigheten til damp fra varmebalansen til kjelen:

D*rg.p. = m"p * g"p""p=(D*rg.p.)/r""p= 0,045*2171*103/2258,07*103=0,043 kg/s

g"n er funnet ved interpolasjon for hver komponent av blandingen ved bunntemperaturen (Tw).

r""sp=[(812,9-879,9)/(100-60)]*(96,1-60)+879,9= -1,675*36,1+879,9=819,43 kJ

r""в=[(2258,4-2359)/(100-60)]*(96,1-60)+2359=-2,515*36,1+2359=2268,21 kJ

r""p= r´´sp*xw+ r´´w*(1-xw)=819,43*0,007+2268,21(1-0,007)=2258,07*103 J

M"cm=Msp*xw+Mv(1-xw)=46*0,007+18*(1-0,007)=18,2 mol.%

ρ"p=Msm"*P"*T0/22,4*P0*Tw=18,2*98950*273/22,4*101300*369,1=0,59 kg/m3

P"=P" + ∆P=98100+850=98950 Pa

Hvor ∆Р er motstanden på siden av platen (dysen)

Der ∆Рт er motstanden til en plate (dyse), tar vi 100 Pa

V"с=m"n/ρ"n=0,043/0,59=0,07 m3/s

Dermed bestemmer vi diameteren til destillasjonskolonnen i de øvre og nedre delene av kolonnen ved å bruke formelen:

D = √Vс /0,785*ωп

ωп=0,8* ωр=0,8*0,7=0,56 m/s

ωр=(0,5-0,9) m/s

Dв=√0,56/0,785*0,56=1,13 m

Dn=√0,07/0,785*0,56=0,41 m

Dav=(1,13+0,41)/2=0,76 m

Vi velger en destillasjonskolonne med bulkpakking og med distribusjonsplater av type TSN - III og omfordelingsplater av type TSN - II, kolonnediameter - 800 mm, separasjonsdelhøyde - 800 mm, bunnhøyde - 2000 mm.

2.6 Bestemmelse av høyden på destillasjonskolonnen

Nkol = Nsep + Ncube + 0,5 *(nsl -1) + Hus = 0,8+2+0,5*(2,13-1)+6,8= 2,8+0,565+6,8= 10,2 m

der nsl er antall lag med pakking i kolonnen, nsl = Hsat/hsl = 6,8/3,2=2,13

hsl - høyde på pakkelaget, hsl = 3…5*Dcol

5 - avstand mellom pakningslag der støttegitter og omfordelingsplater er installert, m

Hus - total høyde på dysen, m

Den totale høyden på pakningen i kolonnen kan beregnes gjennom høyden på pakningen, tilsvarende ett teoretisk trinn (plate):

Hus = NTS * heeq = 8,5 * 0,8 = 6,8 m

Der NTS er antall teoretiske trinn

heq - høyde ekvivalent med det teoretiske trinnet, beregnet i henhold til kriterieligningen gitt i referanselitteraturen heq = 0,8

2.7 Beregning av pumpen for tilførsel av startblandingen

Beregning av pumpen for tilførsel av den opprinnelige blandingen:

H - høyde for løfting av den opprinnelige blandingen inn i kolonnen (bestemt fra tegningen av rektifikasjonskolonnen til skala), H = 5,1 m

η - effektivitetsfaktor, ta lik 0,75

1. Bestem diameteren på rørledningen ved å bruke formelen:

D=√V/0,785*υ=√0,0015/0,785*2=0,031m

Der V er den volumetriske strømningshastigheten til den opprinnelige blandingen, m3/s:

υ - bevegelseshastigheten til den opprinnelige blandingen, m/s tar vi 0,5 - 2 m/s

V = G/ρ=1,42/964,51=0,0015 m3/s

Hvor ρ er tettheten til den opprinnelige blandingen ved temperatur Tf

Vi aksepterer et rør med nominell diameter

Bestem omtrentlig pumpeeffekten

N=V* ρ*g*H/ 1000

*η=0,0015*964,51*9,81*5,1/1000*0,75=72,4/750=0,097 kW

Basert på de beregnede dataene fra katalogen ble den nødvendige pumpen valgt

KONKLUSJON

Under gjennomføringen av dette kursprosjektet ble material- og varmebalanser beregnet. En strukturell beregning av det konstruerte apparatet ble utført, hvor hoveddimensjonene til den konstruerte kolonnen ble bestemt:

Søylediameter - 800 mm

Søylehøyde -10200 mm

Den grafiske delen er tegnet: en generell oversikt over apparatet og et teknologisk diagram av utbedringsanlegget.

LISTE OVER BRUKT KILDER

1. Planovsky A.M., Ramm V.M., Kagan S.Z., Prosesser og apparater for kjemisk teknologi. - Moskva: Kjemi, 1968

2. Pavlov K.F., Romankov P.G., Noskov A.A. Eksempler og oppgaver til kurset om prosesser og apparater innen kjemisk teknologi. - Moskva: Kjemi, 1981

Ioffe I.L. Design av prosesser og apparater innen kjemisk teknologi. - Leningrad: Kjemi, 1991

Romanov P.G., Kurochkina M.I., Mozzherin Yu.A., Smirnov N.N. Prosesser og apparater i kjemisk industri. - Leningrad: Kjemi, 1989

Det kan være nyttig å lese: