Ректификационная установка непрерывного действия для разделения смеси- ацетон - изопропиловый спирт - вода

(1000-1547,66-1719,39-1751,97-1757,37-1758,24-1758,38)

К=1758

Тогда требуемая поверхность составит

м2

Исходя из значений требуемой поверхности теплообмена Fтр выбираем теплообменник ТЛ со следующими параметрами: D = 325 мм, d = 25´2 мм; F = 16 м2, lтр = 3,0 м (см. [2], стр.56, табл.2.9)

Выбор емкостей

Для хранения дистиллята, кубового остатка и исходной смеси используют емкости. В качестве емкостей мы будем использовать горизонтальные цистерны и резервуары. Горизонтальные цистерны предназначены для хранения жидкостей. Они представляют собой горизонтальные сварные сосуды, которые укреплены изнутри кольцами и тягами жесткости, сваренными из уголка. Днища цистерн могут быть выпуклыми или плоскими. Резервуары представляют собой сварные сосуды горизонтального типа, сваренные из углеродистой стали обыкновенного качества, Резервуары снабжены съемными барботерами, двумя лазами, смотровыми окнами и двумя патрубками для присоединения трубопроводов каждый.

Емкость для хранения исходной смеси

Определяем объем исходной смеси

где t = 6ч = 21600с - время хранения смеси в емкости (см. [5], стр.47)

- плотность исходной смеси при t = 20 0С

Пусть длина резервуара к его диаметру L/D = 2, тогда

Емкость для дистиллята

Определяем объем дистиллята

где t = 6ч = 21600с (см. [5], стр.47)

- плотность исходной смеси при t = 20 0С

Пусть длина резервуара к его диаметру L/D = 2, тогда

Емкость для кубового остатка

Находим объем кубового остатка

где

Пусть длина резервуара к его диаметру L/D = 2, тогда

Расчет тепловой изоляции

Толщина тепловой изоляции dи находится по уравнению

где lи = 0,098 - коэффициент теплопроводности совелита как изоляционного материала (см. [1], стр.529, табл. XXVIII);

= 400С - температура изоляции со стороны окружающей среды;

= 142,90С - температура изоляции со стороны аппарата;

= - 11,10С - средняя температура воздуха в Тамбове в январе (см. [1], стр.513, табл. XV);

9,3 + 0,058×= 9,3 + 0,058×40 = 11,62 - коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду.

Принимаем изоляцию с толщиной 5 мм.

Расчет центробежного насоса

Для перекачивания исходной смеси из емкости в подогреватель, а также для перекачивания флегмы из распределителя обратно в колонну и для отвода из емкостей дистиллята и кубового остатка используют центробежные насосы.

Исходная смесь перекачивается при t = 200С из емкости в аппарат, работающий под давлением 0,1 М Па. Расход смеси 7500 кг/ч, геометрическая высота подъема смеси 20м, длина трубопровода на линии всасывания 7м, на линии нагнетания 14м. На линии всасывания установлены два прямоточных вентиля и два отвода под углом 900. На линии нагнетания установлен два прямоточных вентиля и три отвода под углом 900. Отношение радиуса изгиба к внутреннему диаметру трубопровода равно четырем. Примем скорость течения смеси для всасывающего и нагнетательного трубопроводов одинаковой и равной w = 1,5 м/с (см. [2], стр.16). Внутренний диаметр трубопровода равен

где

Определение потерь на трение и местных сопротивлений

Определяем режим течения смеси

где

=100,124=1,33мПа. с - динамический коэффициент вязкости исходной смеси при 200С (см. [1], стр.516, т. IX).

Режим течения турбулентный. Примем абсолютную шероховатость труб равной D = 2×10-4 м (трубы стальные, бывшие в эксплуатации, с незначительной коррозией, см. [2], стр.14).

Тогда относительная шероховатость труб будет равна