Скорость пара и диаметр колонны

Предельная фиктивная скорость пара:

,

где ρ_х, ρ_у – средние плотности жидкости и пара, кг/м³; μ_х – в мПа·с.

Средние температуры пара определяем по диаграмме t-x,y (рис.6).

а) при y_срв= 0,548 T_cp′=72 ˚C

б) при y_срн = 0,173 T_cp′′=76,7 ˚C

Найдем плотности пара:

ρ_yв =

ρ_yн =

Температура в верху колонны при х_р=0,78 t=67˚С,

в кубе-испарителе при x_w=0,03 температура равна 77,8˚С.

Плотность метанола при 67˚С равна ρ_хв =734,5 кг/м³, плотность этанола при 77,8˚С равна ρ_хн =728,7 кг/м³

Средняя плотность жидкости в колонне:

ρ_х =(ρ_хв+ ρ_хн)/2=(734,5+722,7)/2=728,6 кг/м³

Вязкость жидких смесей µ_x находим по уравнению:

lg µ_x =x_ср· lg µ_xм+(1-х_ср) ·lg µ_xэ. ,

где µ_xм и µ_xэ –вязкость метанола и этанола при температуре смеси.

lg µ_xв=0,515 ·lg0.32+(1 – 0,515)· lg0,536

lg µ_xн=0,14 ·lg0.297+(1 – 0,14)· lg0,446

µ_xв=0,411 мПа·с µ_xн=0,421 мПа·с

Тогда скорость захлёбывания в верхней части

Откуда ω_пв=2,44 м/с

Тогда скорость захлёбывания в нижней части

Откуда ω_пн=2,08м/с

Примем рабочую скорость на 30% ниже предельной:

ω_в=0,7·2,44=1,708 м/с

ω_н=0,7·2,08=1,456 м/с

Диаметр ректификационной колонны определим из уравнения расхода:

d=

d_в=

d_н=

Рационально принять стандартный диаметр обечайки d=3 м одинаковым для обеих частей колонны. При этом действительные рабочие скорости паров в колоне:

W_в=1,708 · (2,86/3)=1,55 м/с

W_н =1,456 · (2,48/3)=1 м/с

Что составляет соответственно 63 и 48 % от предельных скоростей.

Дата добавления: 2015-06-29