Определение эффективности лабораторной ректификационной колонки периодического действия

Министерство образования и науки Российской Федерации

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра нефтехимии и химической технологии

ОТЧЕТ

о лабораторной работе № 1

на тему: «Определение эффективности лабораторной ректификационной колонки периодического действия»

Выполнил: студент гр. БТС-15-01                        Атмасова Е.П.

Проверил: доцент кафедры НХТ                          Вильданов Ф.Ш.

                                                     Уфа 2017

Цель работы

1. Определение числа теоретических тарелок лабораторной насадочной колонны периодического действия при различных режимах её работы;[pic 1]
2. Определение высоты насадки, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ);
3. Определение коэффициента избытка орошения;
4. Определение температуры верха и низа колонны.

 Теоретическая часть

Из теории ректификации известно, что одной из основных характеристик ректификационных колонн является число теоретических тарелок. Оно может быть рассчитано различными способами. При расчете ректификации бинарных смесей простым способом является расчет числа тарелок по кривой равновесия или Х'-Y' - диаграмме. Для такого расчета необходимо располагать кривой равновесия и рабочей линией, характеризующей взаимосвязь составов встречных потоков.

Положение рабочей линии на Х'-Y' - диаграмме зависит от физико-химических свойств разделяемой смеси и от режима работы ректификационной колонны. Различают три режима работы ректификационной колонны: режим полного орошения, режим минимального орошения и рабочий режим. В режиме полного орошения колонна работает "на себя", то есть продукты ректификации не выводятся из колонны. Флегмовое число этого режима стремится к бесконечности, рабочая линия совпадает с диагональю квадрата на Х'-Y' - диаграмме. Режим минимального орошения характеризуется минимальным (но конечным) флегмовым числом, а рабочая линия на Х'-Y' - диаграмме проходит через сырьевую точку. Рабочий режим является промежуточным между двумя крайними режимами - режимом полного и минимального орошения. Рабочая лилия этого режима также занимает промежуточное положение между рабочими линиями, характеризующими крайние режимы.

Определение числа тарелок в любом режиме работы колонны производится путем построения ступенчатой лилии между кривой равновесия и соответствующей рабочей линией.[pic 2]

Коэффициентом избытка орошения КR называется отношение рабочего флегмового числа к минимальному флегмовому числу.

3 Описание лабораторной установки

[pic 3]

Рисунок 1 - Схема лабораторной установки.

Главной частью установки является ректификационная насадочная колонка 4. В качестве насадки в колонке использованы металлические или стеклянные спиральки. Колонна обогревается боковым электрообогревом 3 для обеспечения адиабатичности процесса ректификации Интенсивность бокового обогрева регулируется латром 10 по вольтметру 11. Куб колонки 2 помещается в колбонагреватель 1, установленный на поддоне 5. В куб вмонтирован пробоотборник кубовою продукта 9. Конденсация дистиллятных паров осуществляется в обратном конденсаторе-холодильнике 13. Отбор дистиллята регулируется краном 7. Отбираемый дистиллят охлаждается в холодильнике 12 и поступает в приемник 8. Для поддержания определенного давления в колонне предназначен воздушник 6.[pic 4]

 Исходные данные[pic 5]

Сырьем является бинарная смесь гептан-толуол. Физико-химические свойства гептана и толуола приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Свойства гептана и толуола

Таблица  2 – Равновесные мольные составы жидкости и пара

смеси гептана и толуола при атмосферном давлении