-температура воздуха в помещении, ;

α-суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и излучением, Вт/(м2К),

;

.

-наружная поверхность изоляции колонны, определяем по формуле:

;

.

Потери тепла в окружающую среду:

;

.

Расход тепла в кубе колонны с учетом тепловых потерь:

Расход греющего пара в кипятильнике (давление р=4кгс/см2, влажность 5%):

,

.

Расход тепла в паровом подогревателе исходной смеси рассчитывается по формуле:

,

где С1 – теплоемкость исходной смеси при средней температуре, равной

;

,

где СА, СВ – теплоемкости метилового спирта и этилового спирта при температуре (с.562[1])

;

.

Расход греющего пара в подогревателе исходной смеси:

;

.

Общий расход пара:

Расход воды в дефлегматоре при нагревании ее на 200С:

;

.

Расход воды в холодильнике дистиллята при нагревании ее на 200С:

;

.

Расход воды в холодильнике кубового остатка при нагревании ее на 200С:

;

.

Общий расход воды в ректификационной установке:

;

.

.

3.1 Расчет тепловой изоляции колонны

В качестве изоляции берем асбест (λиз=0,151 Вт/м·К). Исходя из упрощенного соотношения (для плоской стенки) имеем:

,

где -толщина изоляции, м;

-температура внутренней поверхности изоляции, принимаем ее ориентировочно на 10-200С ниже средней температуры в колонне .

Определяем толщину изоляции:

;

.

Проверяем температуру внутренней поверхности изоляции:

;

.

расхождение: 61,1-61,3<1 °С.

4. Расчет вспомогательного оборудования

4.1 Расчет кипятильника

Температурные условия процесса.

Кубовый остаток кипит при 770С. Согласно заданию, температура конденсации греющего пара равна 1000С (р=1,03 кгс/см2).

Следовательно, средняя разность температур:

100-77=23оС.

Принимаем коэффициент теплопередачи К=300 Вт/(м2 К) (с.172[5]).

Тепловая нагрузка .

Площадь поверхности теплообмена

;

.

С запасом 15-20% принимаем по каталогу (табл.4.12 стр.215 [1]) теплообменник 4-х ходовой с F=464 м2.

Характеристика теплообменника:

Диаметр кожуха 1200мм;

Диаметр труб 252мм;

Длина труб 6,0м;

Количество труб 986.

4.2 Расчет дефлегматора

В дефлегматоре конденсируется метиловый спирт с небольшим количеством этилового спирта. Температура конденсации паров дистиллята tD=65,5оC.

Температуру воды на входе в теплообменник примем 180С, на выходе 380С.

Составляем температурную схему процесса и определяем движущую силу процесса теплопередачи:

65,50С 65,50С

18 0 С 380 С

Определим среднюю температуру воды

Расход теплоты

Где r1 - удельная теплота конденсации смеси при температуре конденсации t1=65,5, r1=1087 кДж/кг.

,

где: , - удельная теплота конденсации компонентов А и В при температуре tD=65,5оC (табл. XLV стр.541 [1]).

.

Расход воды

кг/с,

Где с2=4190 Дж/(кг К) – удельная теплоемкость воды при средней температуре t2=280 С

Объемный расход воды

м3/с,

Где ρ2= 995 кг/м3- плотность воды при t2=280 С,

G2 =17,5 кг/с - расход воды.

Ориентировочно определяем максимальную величину площади поверхности теплообмена. Минимальное значение коэффициента теплопередачи для случая теплообмена от конденсирующегося пара органических жидкостей к воде. Кmin=300 Вт/(м2·К) (таблица 4.8 [1]). При этом