Ректификация (стр. 12 из 13)
%1.2.3 Расчет куба-испарителя.
В кубе - испарителе происходит кипение смеси состава
и соответствующее его испарение. Подогрев происходит горячей водой. Количество теплоты, необходимое для процесса кипения и испарения было найдено в главе 1.1.5, и составляет QK = 2.38 МВт.Зная температуру кубового остатка
и греющей воды найдем среднюю разность температур при противотоке: 
.Тогда средняя температура греющей воды:
.Теплоемкость воды при данной температуре определим по справочным данным:
.Используя уравнение теплового баланса найдем массовый расход греющей воды:
, 
.Так как подробный расчет не требуется, то по справочным данным принимаем коэффициент теплопередачи
, и находим расчетное значение теплообменной поверхности по формуле: 
.С запасом 10% это будет:
.Выбираем испаритель диаметром 1000 мм с трубами 25*2 мм длиной 3м:
Запас поверхности равен:
%.1.2.4 Расчет холодильников для охлаждения продуктов ректификации
Охлаждение дистиллята:
Дистиллят выходит из конденсатора при температуре
, и его охлаждают воздухом с начальной температурой 100С до 300С.Примем конечную температуру воздуха также 500С.
t, 0С55.361
Дистиллят50 30
воздух
10
F, м2
Найдем среднюю разность температур при противотоке:
.Тогда средняя температура воздуха и дистиллята:
.Теплоемкость воздуха и дистиллята при данных температурах:
.Далее используя уравнение теплового баланса найдем расход воздуха:
.Плотность воздуха при данной температуре:
Объемный расход воздуха:
Так как подробный расчет не требуется, то по справочным данным принимаем коэффициент теплопередачи
, и находим расчетное значение теплообменной поверхности по формуле: 
.С запасом 10% это будет:
.Выбираем теплообменник диаметром 600 мм с трубами 20*2 мм длиной 4м, так как холодильники данного типа не изготавливают:
Запас поверхности равен:
%.Охлаждение кубового остатка:
Кубовый остаток выходит из испарителя при температуре
и его охлаждают воздухом, с начальной температурой 100С, до 300С.Примем конечную температуру воздуха также 500С.
t, 0С64.352
кубовый остаток
50 30
воздух
10
F, м2
Найдем среднюю разность температур при противотоке:
.Тогда средняя температура воздуха и дистиллята:
.Теплоемкость воздуха и дистиллята при данных температурах:
.Далее используя уравнение теплового баланса найдем расход воздуха:
.Плотность воздуха при данной температуре:
Объемный расход воздуха:
Так как подробный расчет не требуется, то по справочным данным принимаем коэффициент теплопередачи
, и находим расчетное значение теплообменной поверхности по формуле: 
. С запасом 10% это будет: 
.Выбираем теплообменник диаметром 1000 мм с трубами 25*2 мм длиной 3м. Запас поверхности равен:
%.Следует отметить, что в двух последних холодильниках смеси, текущие в трубном пространстве, имеют очень маленькую скорость, зато охлаждающий воздух имеют очень даже невысокую скорость, и также необходимо всего один аппарат.
Вывод
В данном курсовом проекте рассмотрены основные узлы ректификационной установки для непрерывного разделения смеси ацетон-метиловый спирт. Установка имеет производительность: по исходной смеси 6.6 т/ч, по дистилляту 2.37 т/ч, по кубовому остатку 4.23 т/ч.
В состав установки входят:
1. Колонна насадочная высотой 34.8 м, диаметром 1.4 м, насадка - седла Берля 38мм.
Подогреватель исходной смеси: Кожухотрубчатый теплообменник диаметром 325 мм с трубами 
25*2 мм, длиной 4м, двухходовой, один (ГОСТ 15120-79).
Конденсатор-дефлегматор: Конденсатор диаметром 1400 мм с трубами 20*2 мм, длиной 6м, двухходовой, четыре шт (ГОСТ 15121-79).
Куб - испаритель: Испаритель диаметром 1000мм с трубами 25*2мм, длиной 3м, один (ГОСТ 15119-79).
Холодильник дистиллята: Теплообменник диаметром 600 мм с трубами 20*2 мм, длиной 4м, один (ГОСТ 15120-79).
Холодильник кубового остатка: Теплообменник диаметром 1000 мм с трубами 25*2 мм, длиной 3м, один (ГОСТ 15120-79).
Расходы теплоносителей:
Горячей воды - 80т/ч.
Воздуха - 52м3/с.
Описание технологической схемы:
Исходная смесь из промежуточной ёмкости Е1 центробежным насосом H1 подаётся в теплообменник T1, где она подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в середину ректификационной колонны РК, где состав жидкости равен составу исходной смеси.
Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в испарителе И. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка, т.е. обеднен легколетучим компонентом. В результате массообмена с жидкостью пар обогащается легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой), получаемой в дефлегматоре Д путём конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дистиллята, который охлаждается в теплообменнике Х1 и направляется в промежуточную ёмкость Е2.