Определяем давления насыщенных паров чистых компонентов и, согласно формуле, определяем давление насыщенных паров исходной смеси:
pt = XНК ∙ pt НК + XВК ∙ pt ВК
pt = 0,975 ∙ 760,64 ∙ 133,32 + 16575,8 ∙ (1 − 0,975) = 99288 Па
2.5. Подбор конденсатоотводчиков
Конденсатоотводчик — это автоматический клапан, назначение которого пропускать конденсат и не пропускать пар. Требуемое значение коэффициента пропускной способности определяют в зависимости от расхода водяного конденсата G (в т/ч) и перепада давления P (в МПа)
между давлением пара и давлением в линии отвода конденсата:
k = 0,575G
P
Для кипятильника
Давление пара: P2 = 0,3 МПа
Атмосферное давление: P1 = 0,1 МПа
Перепад давления: P = 0,2 МПа
Расход пара в кипятильнике: G = 3,34 кг/с
Требуемое значение коэффициента пропускной способности определяем по формуле:
k = 0,575G = 0,575 ∙ 3,34 ∙
P 0,2
3600
1000
= 15,46 т /ч
По стандартному ряду выбираем конденсатоотводчик с диаметром условного прохода Dу = 80 мм.
Для подогревателя
Давление пара: P2 = 0,3 МПа
Атмосферное давление: P1 = 0,1 МПа
59
Перепад давления: P = 0,2 МПа
Расход пара в подогревателе: G = 0,44 кг/с
Требуемое значение коэффициента пропускной способности определяем по формуле:
k = 0,575G = 0,575 ∙ 0,44 ∙
P 0,2
3600
1000
= 2,04 т /ч
По стандартному ряду выбираем конденсатоотводчик с диаметром условного прохода Dу = 32 мм
2.6. Расчёт толщины теплоизоляции для основных аппаратов
α ∙ (t |
− t |
) = |
λиз (t |
− t |
) |
возд ст1 |
возд |
|
ст2 |
ст1 |
|
|
|
|
δиз |
|
|
где αвозд = 9,92 + 0,07 t |
- коэффициент теплоотдачи от внешней |
||||
Вт
поверхности изоляционного материала в окружающую среду, м2K;
ст2 - температура стенки изоляции со стороны аппарата, оС. Ввиду незначительного термического сопротивления стенки аппарата по сравнению
с термическим сопротивлением слоя изоляции, ст2 принимают равной температуре горячего теплоносителя;
- температура стенки изоляции со стороны окружающей среды;
- температура окружающей среды;
Изоляцию изготавливаем из материала – совелит;
Вт
Коэффициент теплопроводности совелита λ = 0,09 м ∙ K
αвозд = 9,92 + 0,07 t = 9,92 + 0,07(50 − 20) = 12,02 мВт2K
Количество тепла, теряющееся с единицы поверхности:
q = αвозд(tст1 − tвозд) = 12,02(50 − 20) = 360,6 Втм2
60
Тогда:
|
δиз = |
λиз ∙ (tст2 − tст1) |
|
|
|
q |
|
Для подогревателя и кипятильника: tст2 = 132,9 |
|||
δиз = |
0,09 ∙ (132,9 − 50) |
= 0,0207 м = 21 м м |
|
360,6 |
|||
|
|
||
Для ректификационной колонны и холодильника кубового остатка:
tст2 = 98,89 |
0,09 ∙ (98,89 − 50) |
|
|
δиз = |
= 0,0122 м = 12 м м |
||
360,6 |
|||
|
|
||
Для холодильника дистиллята и дефлегматора: tст2 = 56,3 |
|||
δиз = |
0,09 ∙ (56,3 − 50) |
= 0,00157 м = 2 м м |
|
360,6 |
|||
|
|
||
Стандартные плиты совелита имеют минимальную толщину 220 мм, тогда температура стенки изоляции со стороны окружающей среды будет равна:
(tвозд +
tст1 = (
1 +
Для подогревателя и кипятильника:
|
|
(20 + |
|
0,09 |
∙ 132,9) |
t |
= |
0,22 ∙ 12,02 |
|||
(1 + |
|
|
|||
ст1 |
|
0,09 |
|
||
|
|
0,22 ∙ 12,02 ) |
|||
λиз t ) δиз ∙ αвозд ст2
λиз )
δиз ∙ αвозд
= 23,72
Для ректификационной колонны и холодильника кубового остатка:
|
(20 + |
|
0,09 |
∙ 98,89) |
|
tст1 = |
0,22 ∙ 11,49 |
= 22,6 |
|||
(1 + |
0,09 |
|
|||
|
0,22 ∙ 11,49 ) |
|
|||
61
Для холодильника дистиллята и дефлегматора:
|
|
(20 + |
|
0,09 |
∙ 56,3) |
|
tст1 |
= |
0,22 ∙ 11,49 |
= 21,2 |
|||
(1 + |
0,09 |
|
||||
|
|
0,22 ∙ 11,49 ) |
|
|||
3. Выбор точек контроля над проведением процесса
1. Контроль давления
Манометр установлен на линии подачи греющего водяного пара.
2. Контроль температуры
Термометры установлены на линиях ввода парожидкостной смеси в колонну, ввода паров кубовой жидкости в колонну, вывода дистиллята из дефлегматора, вывода дистиллята из холодильника, вывода кубового остатка из холодильника для контроля температурного режима работы теплообменников (регулирования расходов греющего пара и охлаждающей воды).
3. Контроль уровня
Измерители уровня установлены в емкостях (сборниках) исходной смеси, дистиллята и кубового остатка, а также внизу колонны для того, чтобы не допускать как переполнения, так и их полного опорожнения.
4. Контроль расходов
Расходомеры установлены на линиях подачи исходной смеси, отвода дистиллята в холодильник и возврата флегмы для того, чтобы регулировать состояние потоков в колонне (регулировать производительность колонны по исходной смеси и флегмовое число).
5. Контроль состава
Индикаторы состава смеси (или пробоотборники) установлены на линиях дистиллята, кубового остатка и исходной смеси, чтобы судить о качестве разделения и работе установки в целом.
62