ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.07.2024
Просмотров: 129
Скачиваний: 1
Принимая допустимую скорость паров в колонне 1КД на 15% меньше рас четной, находим:
Ц7Д = 0 ,85 -0,595= 0,505 м/с
Расчет диаметра колонны. Площадь сечения колонны определяется по фор муле:
■kD- |
2,11 |
|
•S— |
4 — ц/д — |
о,505 — 4,18 |
Откуда |
|
|
° |
— 1\ / 0,785 |
^ 2,31 м |
По нормали НИИХИММАШ (нормаль HI 84—45) к агрегату принимается типовая колонна диаметром D = 2600 мм, число тарелок 65.
С учетом принятого диаметра колонны реальная скорость паров в колонне равна:
W~ |
2,11 |
|
|
|
0,785 |
-2,62 = |
0,39 8 м/с |
||
Загрузка колонны при проектной |
производительности составляет: |
|||
|
0,398 |
• 100 = |
79% |
|
|
0,505 |
|||
Максимальная загрузка |
колонны: |
|
|
|
|
14592,6 |
= |
18 550 кг/ч |
|
|
0,79 |
|||
|
|
|
|
|
Тепловой баланс колонны предварительной ректификации. Количество теп ла Q (ккал/ч), поступающего в колонну с обезэфиренным метанолом, рассчиты вают по формуле:
Q — GCt
где G — количество метанола, кг/ч; С — теплоемкость раствора метанола, ккал/(кг-град); t — температура метанола, ?С.
Q = 14592,6 • 0,74 • 68 = 734 000 ккал/ч
Количество тепла Qn (ккал/ч), поступающего в испаритель с паром, опреде ляется по уравнению:
Qn = Gnf
где Ga — количество пара, поступающего в испаритель, кг/ч. Количество тепла, отводимого раствором из куба колонны, равно:
13976-0,74-80=828 000 ккал/ч
135
Тепло, отводимое с предгоном I, составляет:
544-0,64-63 = 2 1 900 ккал/ч
а с предгоном II:
72,6-0,64-66 = 3060 ккал/ч
где 0,64 — теплоемкость предгоиа, ккал/(кг-град); 63 п 66 — температура пре;- гонов, °С.
Количество тепла, отдаваемого конденсирующимися парами охлаждающей воде, равно:
10 644-260 = 2 770 000 ккал/ч
где 260 — теплота конденсации пара при атмосферном давлении, ккал/кг. Потери тепла в окружающую среду приняты на уровне 8—10°u от общего ко-
-лячества тепла:
Qn0T = 372 300 ккал/ч
Таким образом, тепловой баланс колонны составит:
73 400 + Сп■500 = 828 000 + 21 900 + 3060 + 2 770 000 4- 372 300
Отсюда количество пара, поступающего в испаритель, равно:
„ |
3261 260 |
, |
Gu = |
---- --------- |
= 6500 кг/ч |
Расчет поверхности испарителя колонны предварительной ректификации
И с х о д н ы е д а н н ы е
Количество водяного пара — 6500 кг/ч (по тепловому балансу колонны). Температура метанола на входе и па выходе из испарителя поддерживается
постоянной — 80 °С.
Р а с ч е т
Количество тепла, поступающего в испаритель с паром:
<2п = Gnr = 6500 - 500 = 3 250 000 ккал/ч
Средняя разность температур на этом участке:
Д<ср= 158 — 80 = 78 °С
Поверхность испарителя (м3) определяется по формуле:
где К — общий коэффициент теплопередачи, принятый по практическим данным
'700 ккал/(м2-ч-град).
F — |
3250 000 |
= 59,8 м3 |
|
700-78 |
|||
|
■136
Принимаем два испарителя, с поверхностью F = 65 м2, т. е. общая поверх ность составит: 2-65 = 130 м2. Диаметр аппарата — 600 мм, диаметр трубок — 25 мм, длина — 3000 мм, их число — 283 шт. Тип теплообменника (испарителя)
ТН-101 — 139—31.
Запас поверхности испарителя составляет:
130 — 59,8
•100= 117%
59,8
Колонна основной ректификации
Расчет колонны основной ректификации проведен аналогично расчету ко лонны предварительной ректификации.
В колонну поступает |
|
|
|
|
|
|
метанол |
..................................... |
, . . |
. |
14714 |
кг/ч |
|
Из ксломны выходит |
|
|
|
|
|
|
предгои ...................................................... |
|
|
|
261,5 |
кг/ч |
|
метанол-ректификат................................. |
|
|
|
11930,0 кг/ч |
||
изобутнроннаяфракция........................... |
|
|
|
40,0 |
кг/ч |
|
изобутиловое масло ................................. |
|
|
|
387,5 |
кг/ч |
|
кубовый остаток..................................... |
|
|
|
2095 |
кг/ч |
|
Количество флегмы......................................... |
|
|
|
25047 |
кг/ч |
|
Давление в к ол он н е..................................... |
|
|
|
Атмосферное |
||
Температура |
в колонне |
|
|
|
|
|
верх.............................................................. |
|
|
|
|
64 °С |
|
н и з .............................................................. |
|
|
|
|
105 °С |
|
Температура смеси, |
поступающей |
в колонну, |
80 °С |
|
||
Параметры греющего пара: Р — 5 кгс/см2; |
Т = |
158 СС; г =. 500 ккал/кг. |
||||
Определение допустимой скорости паров. |
Количество паров вверху колонны |
|||||
равно: |
|
|
|
|
|
|
|
25 Ö47 + 261,5 = 25308,5 |
кг/ч |
|
|
||
Секундный объем паров, поднимающихся в колонне, составляет: |
||||||
|
25308,5 |
„ „ |
,, |
|
|
|
|
3600-1,16 “ 6,06 |
м /с |
|
|
||
где 1,16 кг/м2 — плотность паров. |
|
|
|
|
|
|
Массовая скорость паров в колонне равна: |
|
|
|
|||
W = 0,305-С [Ѵн (Уж — Уп)]»-5 = |
0,305-394(1,16-(791 — |
1,16)J°.5 = |
||||
|
— 3636 |
кг/(м2-ч) |
|
|
|
|
137
Тогда
w ___ 3636_
l^p — 3600-1,16' : 0,87 м/с
Принимая допустимую скорость паров в колонне на 15% меньше расчетной, получим:
B7f = 0,87-0,85 = 0,738 м/с
Расчет диаметра колонны. Площадь сечения колонны равна:
6,06
0,738 ~ 8,2
Отсюда
8,2
= 3,24 м
0,785
По нормали НИИХИММАШ к агрегату ректификации принимается типовая колонна диаметром D = 3400 мм.
Реальная скорость паров:
6,06
W ~ 0,785-3,42 = 0,668 м/с -
Загрузка колонны при проектной производительности составляет:
0,668
0,738 •100 = 90,5%
Максимальная загрузка колонны при принятом диаметре равна:
|
|
14714-0,738 |
= |
16 300 :г/ч |
|
|
|
0,668 |
|
||
|
|
|
|
|
|
Тепловой баланс колонны основной ректификации. |
|
||||
П р и х о д т е п л а |
|
|
|
||
с |
поступающим метанолом |
|
|
|
|
|
|
14714,0 ■0,746 - 80 = 877 000 ккал/ч |
|
||
с греющим паром |
|
|
|
||
|
|
Gn-500 ккал/ч |
|
||
Р а с х о д т е п л а |
|
|
|
||
с кубовым остатком |
|
|
|
||
|
|
2095 • 1,0 ■105 = |
|
220 000 ккал/ч |
|
с отбором |
изобутилового масла |
|
|
|
|
|
|
387,5 • 0,91 • 92 = |
32 400 ккал/ч |
|
|
с |
отбором |
изобутиронной фракции |
|
|
|
|
|
40 -0,62 -72= 1788 ккал/ч |
|
||
с отбором метанола-ректификата |
|
|
|
||
|
|
11 930-0,64-65 = |
496 000 ккал/ч |
|
|
с |
предгоном |
|
|
|
|
|
|
261,5-0,64-64= 10 700 ккал/ч |
/ |
||
|
|
|
|
|
|
138
Количество тепла, отдаваемое конденсирующимися парами охлаждающей
воде:
(25 047 + 261,5) ■267 = 6 760 000 ккал/ч
Потери тепла в окружающую среду:
752 290 ккал/ч
Таким образом, тепловой баланс колонны следующий:
87 7000 + Gn-500 = 220 000 + 32 400 + 1788 + 496 000 + 10 700 + 6 760 000+75 2290:
откуда количество пара, подаваемого в испаритель, равно:
7 396 178 |
„„„ |
, |
°п ' --- 5Ö0---= 14 800 кг^4
Далее (стр. 140— 143) приведены номограммы, которыми рекомендуется пользоваться для определения плотности, вязкости и мольных объемов водных растворов метанола.
0,74 0,78 0,7В' О,SO 0,82 0,84 0,8В 0,88 О,SO 0,92 0,94 0,95 0,98 1,00
Плотность, г/см3
Номограмма для определения плотности водных растворов метанола.
Концент рация СН3ОМ, %
U 1іь
5,0
Номограмма для определения вязкости водных растворов метанола.
50 |
Концент рация СН3ОН, %. |
|
|
п-гт-ггт |
100 |
||
SO |
70 |
80 |
|
|
|||
I ■ 1T ■ |
I |
1 1 Г| ■1-1 ■ I |
1 ‘- ’■T-T-l -1-I-I |
1 |
г |
|
|
SO
Г
1
1
Номограмма для определения вязкости водных растворов метанола.
Номограмма для определения мольных объемов водных растворов метанола.
Михаил Михайлович Караваев Александр Петрович Мастеров Валерии Евгеньевич Леонов
Промышленный синтез метанола
Редактор И. А. Захарьянц
Технический редактор В. В. Коган
Корректоры Л. Г. Лазуткина, Л. Г. Гаврилина
Г 03440. Сдано в паб. 24/X 1973 г. Поди, в печ. 17/1 1974 г. Формат бумаги бОхЭО'/іеБумага тип. № 2. Уел. печ. л. 9. Уч.-изд. л. 9,03. Тираж 3000 экз. Зак. 2402.
Пзд. № 22. Цена 33 к.
Издательство «Химия» 107070. Москва,. Стромынка. 23.
Типография № 11 Союзполпграфпрома при. Государственном комитете Совета Минист ров СССР по делам издательств, полигра фии и книжной торговли. Москва, 113105.. Нагатинская ул., д. 1.
Сз
