Ректификация

[pic 1]

Отчёт по домашней работе

«Ректификация»

Вариант 14

Москва 2021

Задание

В ректификационную колонну непрерывного действия поступает
L1 = 1.7 кг/с бинарной смеси ацетон-вода с концентрацией а1 = 26 %. Концентрация ацетона в дистилляте должна составить а2 = 89 %, а в кубовом остатке – а0 = 3,3 %. Коэффициент избытка флегмы . Коэффициент полезного действия тарелки . Давление греющего пара Ргр = 3,4 атм. Температура воды на входе в конденсатор , на выходе . Коэффициент теплопередачи в конденсаторе и в кипятильнике, соответственно, Кконд = 750  и Ккип = 900  [1].[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

Определить:

1. Количество дистиллята и кубового остатка ( при заданной концентрации исходной смеси а1, получаемых концентрациях а2 и а0;[pic 8]
2. Число теоретических и действительных тарелок в колонне (n);
3. Расход греющего пара в кубе и охлаждающей воды в конденсаторе (Dгр и Gохл);
4. Высоту и диаметр ректификационной колонны (укрепляющей и отгонной части) (Нтар и dк);
5. Поверхности теплообмена кипятильника (Fкип) и конденсатора (Fконд).

Дано:

Бинарная смесь: ацетон – метанол;

;[pic 9]

;[pic 10]

;[pic 11]

;[pic 12]

;[pic 13]

;[pic 14]

Ргр = 3,4 атм;

;[pic 15]

 ;[pic 16]

Кконд = 750 ;[pic 17]

Ккип = 900 .[pic 19][pic 18]

Рисунок 1 – Схема ректификационной колонны [2]

Предварительные расчёты

Перевод массовых концентраций в мольные:

[pic 20]

где  и  молекулярные массы ацетона и метанола соответственно.[pic 21][pic 22]

Для кубового остатка мольная концентрация метанола:

[pic 23]

[pic 24]

Мольные концентрации метанола в исходной смеси и в дистилляте:

[pic 25]

[pic 26]

Построение диаграммы t-x,y и y-x (по данным фазового равновесия системы ацетон –метанол при Р = 760 мм.рт.ст.)

[pic 27]

Найденное значение y1p = 0,717

y1p >x2, следовательно разделить исходную смесь до заданных условий невозможно

Примем, что а1 = 22% масс. Тогда:

[pic 28]

[pic 29]

Следовательно y1p = 0,671

Определение числа тарелок n и высоты тарельчатой части колонны Нтар

Порядок расчёта:

1. Построение рабочей линии укрепляющей части колонны

, , отрезок, отсекаемый на оси ординат  и точки пересечения рабочей линии укрепляющей части колонны с диагональю с абсциссой x2;[pic 30][pic 31][pic 32]