Расчет двух ректификационных установок непрерывного действия для разделения смеси этилацетат – толуол (стр. 4 из 10)

Тогда коэффициент диффузии в жидкости для верхней части колонны при 20 ⁰С равен:

Температурный коэффициент b определяют по формуле:

(1.37)

где

и принимают при температуре 20 ⁰С, [2 табл. V c.556 и 3 с.36].

Плотность жидкости при 20 ⁰С в верхней и нижней частей колонны найдём по формуле:

Тогда

Тогда

Подставим полученные численные значения для определения температурного коэффициента:

Отсюда

Аналогично для нижней части колонны находим:

Коэффициент диффузии в жидкости для нижней части колонны при 20 ⁰С равен:

Температурный коэффициент b определяют по формуле:

Тогда коэффициент диффузии в жидкости для нижней части колонны:

Коэффициент диффузии в паровой фазе может быть вычислен по уравнению:

(1.38)

где Т – средняя температура в соответствующей части колонны, К;

Р – абсолютное давление в колонне, Па.

Тогда для верхней части колонны:

Аналогично для нижней части колонны получим:

Подставив численные значения, получим:

Таким образом, для верхней части колонны:

Для нижней части колонны:

По уравнению находим общую высоту единиц переноса для верхней и нижней части колонны:

(1.39)

(1.40)

Значения m=0,628 для верхней части колонны и m=1,737 - для нижней, определены арифметическим усреднением локальных значений m в интервалах изменения составов жидкости соответственно от x_F до x_P и от x_W до x_F.

Высота насадки в верхней и нижней частях колонны равна соответственно:

Общая высота насадки в колонне:

С учётом того, что высота слоя насадки в одной секции Z=2 м, общее число секций в колонне составляет 4 (2 секции в верхней части и 2 – в нижней).

Общую высоту ректификационной колонны определяют по уравнения:

(1.41)

где Z – высота насадки в одной секции, м;

n – число секций;

- высота промежутков между секциями насадки, в которых устанавливают распределители жидкости, м;

- соответственно высота сепарационного пространства над насадкой и расстояние между днищем колонны и насадкой, м.

Общая высота колонны:

1.4 Гидравлическое сопротивление насадки

Гидравлическое сопротивление насадки

находят по уравнению:

(1.42)

Гидравлическое сопротивление сухой неорошаемой насадки

рассчитывают по уравнения:

(1.43)

где

- коэффициент сопротивления сухой насадки, зависящий от режима движения газа в насадке.

Критерий Рейнолдса для газа в верхней и нижней частях колонны соответственно равен:

Следовательно, режим движения газа вверху и внизу колонны, турбулентный.

Для турбулентного режима движения коэффициент сопротивления сухой насадки в виде беспорядочно засыпанных колец Рашига находят по уравнению:

(1.44)

Для верхней и нижней частей колонны соответственно получим:

Гидравлическое сопротивление сухой насадки верхней и нижней частях колонны равно:

Плотность орошения в верхней и нижней частях колонны определим по формулам:

(1.45)

(1.46)

Подставив численные значения, получим:

Гидравлическое сопротивление орошаемой насадки в верхней и нижней частях колонны:

Общее гидравлическое сопротивление орошаемой насадки в колонне: