Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Топ:
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Интересное:
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Дисциплины:
2021-12-11 | 72 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Расчет проводится с использованием метода температурной границы деления.
Минимальное число теоретических тарелок определяется по уравнению Фенске:
, (8)
где ψm - коэффициент распределения суммарной фракции, состоящей из компонентов, отбираемых в дистилляте (с этана по пропан),
;
ψк - коэффициент распределения суммарной фракции, состоящей из компонентов, отбираемых в остатке (с пропана по изопентан),
;
αm и αk - относительные летучести компонентов, коэффициенты распределения которых равны соответственно ψm и ψк: т. к. значения αm и αk пока неизвестны в первом приближении принимаем αm=α1=K1/K7; αк = α5 = 1
K1 и К7 - константы фазового равновесия 1-го и 7-го компонентов при температуре ввода сырья.
,
аналогично для остальных компонентов
, (9).
1,646
Относительная летучесть компонента, лежащего на границе деления, для которого ψε = 1, определится в первом приближении по уравнению:
4,782
Составы дистиллята и остатка в первом приближении определяются по уравнениям:
Аналогично рассчитанные концентрации остальных компонентов приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Содержание компонентов в дистилляте и остатке
Компонент | Относительная летучесть, Содержание компонента x'FiСодержание компонента в дистилляте Содержание компонента в остатке | |||
С2Н6 | 21,227 | 0,0002 | 0,0005 | 0,0000 |
С3Н8 | 13,614 | 0,4099 | 0,9295 | 0,0800 |
и-С4Н10 | 8,476 | 0,0768 | 0,0398 | 0,1004 |
С4Н10 | 6,580 | 0,2939 | 0,0301 | 0,4614 |
и-С5Н12 | 3,056 | 0,0711 | 0,0000 | 0,1162 |
С5Н12 | 2,502 | 0,0899 | 0,0000 | 0,1470 |
С6Н14 | 1,000 | 0,0581 | 0,0000 | 0,0950 |
1,0000 | 1,0000 | 1,0000 |
Используя результаты расчета, представленные в таблице 3, определим коэффициенты распределения:
|
Относительные летучести и , значения которых будут использованы для расчета для второго приближения, определяются по уравнениям:
Минимальное число тарелок во втором приближении
Результаты последовательных приближений представлены в таблицах 7, 8 и 9.
Таблица 7 - Приближения: 2,3,4
Компонент | Приближения | |||||
| ||||||
второе | третье | четвёртое | ||||
y(2)i,D | x(2)i,W | y(3)i,D | x(3)i,W | y(4)i,D | x(4)i,W | |
С2Н6 | 0,00042 | 0,00004 | 0,00047 | 0,00005 | 0,00047 | 0,000002 |
С3Н8 | 0,82370 | 0,14718 | 0,92948 | 0,08001 | 0,92950 | 0,08001 |
и-С4Н10 | 0,12261 | 0,04779 | 0,08238 | 0,07333 | 0,05016 | 0,09379 |
С4Н10 | 0,39190 | 0,23170 | 0,12861 | 0,39892 | 0,04654 | 0,45103 |
и-С5Н12 | 0,04266 | 0,08916 | 0,00085 | 0,11571 | 0,00008 | 0,11620 |
С5Н12 | 0,04152 | 0,12061 | 0,00040 | 0,14672 | 0,00003 | 0,14695 |
С6Н14 | 0,00689 | 0,09060 | 2.83E-06 | 0.09498 | 0.00000 | 0.09498 |
1.42971 | 0.7271453 | 1.14220 | 0.90970 | 1.02680 | 0.98298 | |
13.61635 | 4.909728 | 13.61539 | 6.27872 | 13.61516 | 6.61907 | |
N(2)min | N(3)min | N(4)min | ||||
4.930173 | 6.49717 | 6.972873 | ||||
2 | 3 | 4 | ||||
8.27874 | 9.333664 | 9.577046 | ||||
m(2) | k(2) | m(3) | k(3) | m(4) | k(4) | |
11.62097 | 0.25581 | 11.6237 | 0.10722 | 11.62467 | 0.08271 |
Таблица 8 - Приближения: 5,6,7
Компонент | Приближения | ||||||||
| |||||||||
пятое | шестое | седьмое | |||||||
y(5)i,D | x(5)i,W | y(6)i,D | x(6)i,W | y(7)i,D | x(7)i,W | ||||
С2Н6 | 0.000478 | 0.000002 | 0.00047 | 0.000002 | 0.00047 | 0.000002 | |||
С3Н8 | 0.929517 | 0.080000 | 0.92952 | 0.079998 | 0.92952 | 0.079998 | |||
и-С4Н10 | 0.042195 | 0.098852 | 0.03985 | 0.100339 | 0.03983 | 0.100353 | |||
С4Н10 | 0.033542 | 0.459287 | 0.03017 | 0.461426 | 0.03014 | 0.461446 | |||
и-С5Н12 | 0.000040 | 0.116230 | 3.22E-05 | 0.116236 | 0.00003 | 0.116236 | |||
С5Н12 | 0.000013 | 0.146969 | 9.78E-06 | 0.146971 | 0.00001 | 0.146971 | |||
С6Н14 | 0.0000000 | 0.0949829 | 9.19E-09 | 0.094983 | 0.000000 | 0.094983 | |||
| 1.005788 | 0.9963245 | 1.000071 | 0.999955 | 1.000016 | 0.999990 | |||
| m5 | k5 | m6 | k6 | m7 | k7 | |||
13,6151 | 6,6988 | 13,6151 | 6,7174 | 13,6151 | 6,7216 | ||||
N(5)min | N(6)min | N(7)min | |||||||
7,1184 | 7,1248 | 7,1264 | |||||||
| | | |||||||
9,6331 | 9,6461 | 9,6494 | |||||||
|
|
| |||||||
11,6249 | 0,0776 | 11,6249 | 0,0764 | 11,6250 | 0,0767 | ||||
Таблица 9 - Приближения: 8,9,10
|
Kомпонент | Приближения | ||||||||
| |||||||||
восьмое | девятое | десятое | |||||||
y(8)i,D | x(8)i,W | y(9)i,D | x(9)i,W | y(10)i,D | x(10)i,W | ||||
С2Н6 | 0,00047 | 0,00002 | 0,00048 | 0,00000 | 0,00048 | 0,00000 | |||
С3Н8 | 0,92952 | 0,07999 | 0,92952 | 0,07999 | 0,92952 | 0,08000 | |||
и-С4Н10 | 0,03982 | 0,10036 | 0,03982 | 0,10036 | 0,03983 | 0,10036 | |||
С4Н10 | 0,03013 | 0,46145 | 0,03013 | 0,46145 | 0,03013 | 0,46145 | |||
и-С5Н12 | 0,00003 | 0,11624 | 0,00003 | 0,11624 | 0,00003 | 0,11624 | |||
С5Н12 | 0,00001 | 0,14697 | 0,00001 | 0,14697 | 0,00001 | 0,14697 | |||
С6Н14 | 0,00000 | 0,09498 | 0,00000 | 0,09499 | 0,00000 | 0,09498 | |||
1,00004 | 0,99999 | 1,00000 | 1,00000 | 1,00000 | 1,00000 | ||||
|
|
| |||||||
13,6151 | 6,7227 | 13,6151 | 6,7229 |
| |||||
N(8)min | N(9)min | N(10)min | |||||||
7,1264 | 7,1268 | 7,1268 | |||||||
|
|
| |||||||
9,6499 | 9,6500 | 9,6501 | |||||||
|
|
| |||||||
11,625 | 0,0766 | 11,625 | 0,0761 | 11,625 | 0,0761 | ||||
Число теоретических тарелок в колонне находится как оптимальное по формуле:
Число реальных тарелок определяется с учетом эффективности выбранного типа тарелок
где η коэффициент полезного действия тарелки, в данном случае ведется расчет для клапанной тарелки η = 0,35
Для определения количества тарелок в концентрационной части колонны используем уравнение Фенске:
, (10)
В качестве i-го и (i +1) - го компонентов следует принимать распределенные компоненты, т.е. х¢ i , D > 0, х¢ i +1, D > 0, х¢ I , W > 0, х¢ i +1, W >0. Для расчёта используем концентрации н-бутана и изо-пентана.
Следовательно, концентрационная секция колонны должна иметь 16 тарелок, а отгонная - 21.
Материальный баланс колонны
Расчет производим исходя из уравнения материального баланса
(11),
где - сырье, кг/ч;
- дистиллят, кг/ч;
- остаток, кг/ч.
Производим пересчет сырья в мольные концентрации.
Средний молекулярный вес сырья:
=58,91 г./моль
Принимаем: индекс относится к остатку; индекс - к дистилляту; индекс 1,2,3,4,5,6,7 - к компонентам.
Принимаем степени извлечения пропана в дистилляте 0,9, исходя из требований на пропановую фракцию не менее 85%, степень извлечения изобутана в остатке 0,9 - содержание не более 60%.
Составим материальный баланс колонны, по дистилляту используя следующие формулы:
, (12)
где - массовое количество i - компонента, кг/час;
- степень извлечения i-компонента;
- количество i - компонента в дистилляте, кг/час.
Среднюю молекулярную массу дистиллята рассчитываем по формуле:
|
, (13)
где - мольная доля i - компонента;
- молекулярная масса i - компонента кг/моль;
- средняя молекулярная масса дистиллята, кг/моль.
Mассовая доля i-компонента в дистилляте определяется по формуле:
, (14)
где - количество i - компонента в дистилляте, кг/час.
Расчеты приведены в таблицу 10.
Таблица 10 - Материальный баланс колонны по дистилляту
Степень извлечения i-компонента, Массовое количество i - компонента, кг/чКоличество i - компонента | Массовая доля i - компонента, Мольная доля i - компонента, | ||||
С2Н6 | 1 | 37,5000 | 37,5 | 0,001 | 0,0005 |
С3Н8 | 0,9 | 120487,5000 | 108438,8 | 0,98 | 0,98 |
i-С4Н10 | 0,1 | 29775,0000 | 2977,5 | 0,02 | 0,02 |
С4Н10 | 0 | 113887,5000 | 0 | 0,00 | 0 |
i-С5Н12 | 0 | 34200,0000 | 0 | 0,00 | 0 |
С5Н12 | 0 | 43237,5000 | 0 | 0,00 | 0 |
С6Н14 | 0 | 33375,0000 | 0 | 0,00 | 0 |
375000,0000 | 111453,8 | 1,00 | 1 |
Материальный баланс колонны по остатку по формуле:
, (15)
Где - массовое количество i - компонента, кг/час;
- степень извлечения i-компонента;
- количество i-компонента в остатке, кг/час.
- молекулярная масса i - компонента кг/моль.
Массовое содержание i - компонента в остатке рассчитывается по формуле:
, (16)
где - массовая доля i - компонента;
- количество i-компонента в остатке, кг/час.
Среднюю молекулярную массу остатка рассчитываем по формуле:
, (17)
где - мольная доля i - компонента;
- молекулярная масса i - компонента кг/моль;
- средняя молекулярная масса остатка, кг/моль;
Расчеты приведены в таблице 11
Таблица 11 - Материальный баланс колонны по остатку
Степень извлечения i-компонента Массовое количество i - компонента, кг/чКоличество i-компонента в остатке, кг/час.Мольная доля i - компонента,
Массовая доля i - компонента,
С2Н6 | 30 | 0 | 37,5000 | 0 | 0,000 | 0,000 |
С3Н8 | 44 | 0,1 | 120487,5000 | 12048,75 | 0,048 | 0,048 |
i-С4Н10 | 58 | 0,9 | 29775,0000 | 26797,5 | 0,106 | 0,106 |
С4Н10 | 58 | 0,9 | 113887,5000 | 113887,7 | 0,406 | 0,406 |
i-С5Н12 | 72 | 1 | 34200,0000 | 34200 | 0,136 | 0,136 |
С5Н12 | 72 | 1 | 43237,5000 | 43237,5 | 0,171 | 0,171 |
С6Н14 | 86 | 1 | 33375,0000 | 33375 | 0,132 | 0,132 |
375000,0000 | 263546,25 | 1,000 | 1,000 |
= 111453,8+263546,25=375000 кг.
|
|
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!