Расчет и проектирование ректификационной установки. Минимальное флегмовое число. Коэффициент избытка флегмы. Результаты расчетов рабочего флегмового числа, страница 10

Группа исполнения – Б.

Обозначение теплообменного аппарата: .

Эксплуатация теплообменных аппаратов основана на том, чтобы обеспечить в них достаточную интенсивность процесса теплообмена. Для этого в проектируемом аппарате целесообразно периодически удалять из межтрубного пространства образующиеся загрязнения и выделяющиеся из пара газы через воздушник.

Схема двухходового вертикального кожухотрубчатого теплообменника представлена на рис. 7.

Выбор дефлегматора, кипятильника колонны и холодильников для дистиллята и кубового остатка

Выбор этих аппаратов осуществляется по принятым коэффициентам теплопередачи.

Выбор дефлегматора. Тепловую нагрузку дефлегматора определим из теплового баланса:

На основании уравнения теплового баланса  запишем

, откуда расход охлаждающей воды на дефлегматор

.

Количество паров, поднимающихся из колонны

.

Скрытую теплоту конденсации паровой смеси в дефлегматоре определим по формуле

где  [25, прил. VІІ],  [23, табл. LVІ] при .

Тогда

.

Принимаем температуру охлаждающей воды на входе в дефлегматор t_н = 9 °С, на выходе – t_к = 18 °С, при этом расход воды на дефлегматор составит

.

Средняя разность температур теплоносителей в дефлегматоре при противоточной схеме движения:

         Пар       

       Вода      

                      

Так как , то

.

Принимаем ориентировочно коэффициент теплопередачи в дефлегматоре K = 600 Вт/(м²·К) [26], тогда площадь поверхности теплообмена дефлегматора

.

Принимаем горизонтальный шестиходовой кожухотрубчатый конденсатор диаметром 800мм с числом труб n = 382 шт. (по секторам в одном ходе 66 и 63 шт.), длиной теплообменных труб 3000 мм и площадью поверхности теплообмена F = 90 м².

Обозначение теплообменного аппарата:

.

Выбор холодильника дистиллята. Расход воды на холодильник определим из теплового баланса:

Из уравнения теплового баланса следует

.                                       (40)

Подставляя в (40) вместо , ,  и , выражения из теплового баланса и, решая его относительно расхода охлаждающей воды, имеем

, где  – теплоемкость дистиллята при его средней температуре . Принимая температуру охлажденного дистиллята , найдем

.

Теплоемкость дистиллята при этой температуре

, где ,  [25, прил. IІІ].

Тогда

,

.

Начальную и конечную температуры охлаждающей воды примем такими же, как в дефлегматоре.

Средняя разность температур при противоточной схеме движения теплоносителей:

    Дистиллят  

        Вода        

                       

Т. к. , то.

Принимаем ориентировочно коэффициент теплопередачи в холодильнике K = 500 Вт/(м²·K) [23].

Площадь поверхности теплообмена холодильника

.

Выбираем теплообменный аппарат аналогичный нагревателю исходной смеси [4]: двухходовой кожухотрубчатый теплообменник диаметром 325 мм, с числом труб 56 шт. (в одном ходе 28 шт.), длиной теплообменных труб 2000 мм и площадью поверхности теплообмена F = 9,0 м².

Обозначение холодильника:

.

Выбор холодильника кубового остатка.

Тепловой баланс: