Тепловой баланс процесса ректификации: 7. Тепловой баланс процесса ректификации.

7. Тепловой баланс процесса ректификации.

Q₁ + Q₂ = Q₃ + Q₄ + Q₅

Q₁ = 78828.984- тепло, поступающее в кипятильник ректификационного аппарата с греющим паром, Вт.

Q₂ = 30345.076 – тепло, поступающее с флегмой, Вт.

Q₃ = 50574,976 – тепло, уходящее с парами, Вт.

Q₄ = 43793,88 – тепло, уходящее с остатком, Вт.

Q₅ – тепло, выделяемое в окружающую среду.

Q₆ = Q₁ + Q₂ + Q₃ – Q₄ – Q₅ = 14805.2 Вт.

Для снижения тепловых потерь возможно применение тепловой изоляции как на колонне и теплообменниках, так и на трубопроводах.

Заключение

Целью данного курсового проекта являлся расчет ректификационной колонны непрерывного действия для разделения бинарной смеси метиловый спирт –вода.

В рамках проекта были произведены следующие расчеты: составление и описание технологической схемы ректификационной установки, расчет основного аппарата (колонны), а также был произведен подбор вспомогательного оборудования (теплообменной и насосной аппаратуры).

В конечном итоге был получен следующий результат: тарельчатая ректификационная колонна высотой 10 м с ситчатыми тарелками типа ТС-Р2, диаметром 1.2 м и следующее дополнительное оборудование:

Обозначение на схеме		Марка
Теплообменники
КП-1 ХЛ-1 ДФ-1 КН-1
Насосы
Н1		X8/30
Емкости
Е1 Е2 Е3	ГЭЭ1-1-50-0. 6 ГЭЭ1-1-6.3-0.6 ГЭЭ1-1-40-0.6

Список используемой литературы.

1. Дытнерский Ю.И. – “Процессы и аппараты химической технологии. Пособие по курсовому проектированию”. М. : Химия, 1983. 272с.

2. “Машины и аппараты химических производств. Примеры и задачи” под редакцией В.Н. Соколова. Л. : Машиностроение, 1982. 384с.

3. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов. Л.: Химия, 1976. 552 с.

4. Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром. Кн. 1 – 2. М. – Л.: Наука. 1996. 640+786 с.

5. Справочник химика. Т. 1 – 2. М. – Л.: Госхимиздат, 1963. 1071+1125 с.

6. Тимонин А.С.Основы конструирования и расчета химико-технологического оборудования. Калуга: Издательство Бочкаревой,2006.-1028с.

Материальный и тепловой балансы ректификационной колонны — Студопедия

Поделись с друзьями: 

Лекция 2. Расчет ректификационных колонн установок первичной переработки нефти.

2.1 Технологические параметры.

Ректификация является основным процессом нефтепереработки. Она предназначена для разделения нефти на фракции, стабилизации получаемых продуктов, выделения некоторых индивидуальных углеводородов, отгонки растворителей и т.п.

На процесс ректификации главное влияние оказывают два параметра – температура и давление. В зависимости от рабочего давления различают три типа ректификационных колонн: работающие под вакуумом, при повышенном и при атмосферном давлении.

Технологический режим ректификационных колонн первичной переработки нефти зависит также от типа перерабатываемой нефти. Для колонн атмосферно-вакуумной установки АВТ-6 ориентировочные нормы технологического режима следующие:

Колонны Температура, °С Давление, кПа

Отбензинивающая К-1:

верх 100-140 400-450

низ 220-240

Основная атмосферная К-2:

верх 120-150 120-150

низ 330-350

Вакуумная К-10

верх 90-110 5-8

низ 350-380

Определение температур подачи сырья в ректификационные колонны, а также вывода продуктов является сложной задачей.

Существуют графические и аналитические способы определения этих температур. Графические основаны на использовании кривых истинных температур кипения (ИТК) и однократного испарения (ОИ). В дальнейшем по кривым ОИ определяют температуру выходящих из ректификационной колонны потоков: жидких − по нулевому отгону, паровых − по 100%-му отгону.

Материальный баланс. Материальный баланс ректификационной колонны составляется исходя из равенства количеств подаваемого сырья и выходящих продуктов и выражается обычно массовым или объемным расходом. На рисунке 2.1 приведена схема материальных потоков в колонне, буквами G_O, G_D и G_W на ней обозначено количество соответственно сырья, дистиллята и остатка. Для этого случая материальный баланс колонны при стабильном режиме запишется

G_O=G_D + G_W

. (2.1)

Рисунок 2.1 Схема материальных и тепловых потоков в ректификационной колонне

Для любого i -го компонента он примет форму

(2. 2)

где − массовые доли компонента i в сырье, дистилляте и остатке.

Совместное решение равенства (3.7) и (3.8) дает уравнение

(2.3)

Состав и количество сырья, т.е. величины G_O и обычно известны.

Принимая в соответствии с заданными требованиями степень чистоты продуктов (величины и), определяют количество дистиллята и остатка.

Тепловой баланс. Пренебрегая тепловыми потерями в окружающую

среду, можно записать:

Ф_вх =Ф_вых, (2.4)

где Фвх и Фвых − тепловой поток, соответственно входящий и выходящий из колонны, Вт (1 Вт = 1 Дж/с).

Тепловой поток поступает в колонну (см. рис.2.1):

1) с сырьем, нагретым до температуры t0, в случае подачи сырья в виде жидкости

Ф_о=G_o,

где − энтальпия жидкого сырья, Дж/кг; в случае подачи сырья в паро-жидкостном состоянии с массовой долей отгона е.

где − энтальпия паров сырья, Дж/кг;

2) с испаряющим агентом (водяным паром) Ф_в.п или горячей струей Ф_г.с способа подогрева низе колонны будет равен:

или

Тепловой поток выходит из колонны:

1) с парами дистиллята

где – энтальпия паров дистиллята, дж/кг

2) с жидким нижним продуктом

где −энтальпия жидкого остатка, Дж/кг;

3) с верхним орошение − Ф_ор.

Пары орошения, покидающие колонну, имеют ту же температуру, что и пары дистиллята, −

t_D, и после их конденсации орошающая жидкость входит в колонну с температурой t_ор. Следовательно,

Суммарный тепловой поток, покидающий колонну.

Тогда равенство (2.4) запишется в виде

Для сложной колонны, работающей с отводом боковых продуктов, их теплота должна быть учтена в статье расхода. В такие колонны теплота вносится, как правило, больше, и ее избыток снимается циркуляционными орошениями.