Выбор конструкционного материала




Материал для изготовления колонны и теплообменной аппаратуры выбирают в соответствии с условиями их эксплуатации (прочность, механическая обработка, свариваемость). Главным требованием является коррозионная и химическая стойкости. При конструировании химической аппаратуры учитывают все виды коррозирующего разрушения материалов в агрессивной среде при ее рабочих параметрах. Необходимо стремится к минимальному значению коррозийности (П) (предпочтительно значение не превышающее 0,1).

Для данной бинарной смеси выберем материал Сталь Х17Н13M2T (ГОСТ 5632-61). Эта сталь устойчива к агрессивным средам.

Технологический расчет

1.1 Материальный баланс.

Зная производительность колонны и необходимые концентрации, определим недостающие данные, т. е. Производительность по дистилляту и по кубовому остатку (GW и GD), на основании уравнений материального баланса.

где - содержание легколетучего компонента в исходной смеси, дистилляте и кубовом остатке соответственно.

Отсюда найдем:

Пересчитаем составы фаз из массовых в мольные доли по соотношению

где Мх и Мб - молекулярные массы соответственно хлороформа и бензола, кг/кмоль.[1,с.228]

Низкокипящий компонент (легколетучий) – хлороформ

tкип=61,2°C

Высококипящий компонент (труднолетучий) – бензол

tкип=80,1°C

 

 

По диаграмме y-x находим при соответствующем значении , таким образом = 0,72, где - концентрация легколетучего компонента в паре, находящаяся в равновесии с жидкостью (питанием исходной смеси).

 

Равновесные составы жидкости и пара для системы хлороформ - бензол[3]

 

t, °C x y
80,6    
79,8 0,08 0,1
79,0 0,15 0,2
78,2 0,22 0,3
77,3 0,29 0,4
76,4 0,36 0,5
75,3 0,44 0,6
74,0 0,54 0,7
71,9 0,69 0,8
68,9 0,79 0,9
61,4    

 

Относительный мольный расход питания

Минимальное флегмовое число:

[1,с.228]

Нагрузки ректификационной колонны по пару и жидкости определяются рабочим флегмовым числом R. Rопт определяют, используя приближенные вычисления, основанные на определении коэффициента избытка флегмы . Один из возможных приближенных методов расчета R заключается в нахождении такого флегмового числа, которому соответствует минимальное произведение N(R+1), пропорциональное объему ректификационной колонны.

При β =1,05, R=1,05×1,53=1,61

Уравнение рабочей линии верхней укрепляющей части колонны

Уравнение рабочей линии нижней укрепляющей части колонны

 

При β =1,35, R=1,35×1,53=2,07

Уравнение рабочей линии верхней укрепляющей части колонны

Уравнение рабочей линии нижней укрепляющей части колонны

 

При β =1,75, R=1,75×1,53=2,68

Уравнение рабочей линии верхней укрепляющей части колонны

Уравнение рабочей линии нижней укрепляющей части колонны

 

При β =2,35, R=2,35×1,53=3,6

Уравнение рабочей линии верхней укрепляющей части колонны

Уравнение рабочей линии нижней укрепляющей части колонны

 

При β =3,3, R=3,3×1,53=5,05

Уравнение рабочей линии верхней укрепляющей части колонны

Уравнение рабочей линии нижней укрепляющей части колонны

 

При β =6,25, R=6,25×1,53=9,56

Уравнение рабочей линии верхней укрепляющей части колонны

Уравнение рабочей линии нижней укрепляющей части колонны

β 1,05 1,35 1,75 2,35 3,30 6,25
R 1,61 2,07 2,68 3,6 5,05 9,56
N     40,3   20,1  
N(R+1) 177,48 141,22 148,304   121,605 200,64

 

Минимальное произведение N(R+1) соответствует флегмовому числу R=4,1. При этом коэффициент избытка флегмы β = 2,68.

Средние массовые расходы (нагрузки) по жидкости для верхней и нижней частей колонны определяются из соотношений:

[1,с.229]

 

где MD и MF - мольные массы дистиллята и исходной смеси;

МВ и МН - средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны.

Мольную массу дистиллята в данном случае можно принять равной мольной массе легколетучего компонента – вода. Мольная масса жидкости в верхней и нижней частях колонны соответственно равна:

[1,с. 230]

где Мх и Мб - мольные массы хлороформа и бензола;

хср.в и хср.н - средний мольный состав жидкости соответственно в верхней и нижней части колонны:

[1,с.228]

 

Тогда

 

Мольная масса исходной смеси

[1,с.228]

 

Подставив, получим:

кг/с

кг/с

Средние массовые потоки пара в верхней GВ и нижней GН частях колонны соответственно равны:

[1,с.228]

Здесь и - средние мольные массы паров в верхней и нижней частях колонны:

[1,с.228]

где

[1,с.228]

[1,с.228]

Тогда

Подставив, получим:



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: