Кг*с/см2 - 9,8*104 Па

1 кг*с/см2 - 9,8*104 Па

0,000091 - x

x = (0,000091*9,8*104)/1 = 8,918 Па = 8,918/3600 = 0,0025 Па*с.

КПД » 0,27;

2.2 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС

Тепловой баланс ректификационной колонны непрерывного действия с дефлегматором составляется для определения расхода греющего пара на процесс ректификации.

Приход теплоты:

1)  с исходной смесью

 (2.20)

2)  с флегмой

 (2.21)

3) с греющим паром

 (2.22)

Расход теплоты:

1)  с кубовым остатком

 (2.23)

2) с парами низкокипящего компонента из колонны

 (2.24)

3) с конденсатом греющего пара

 (2.25)

4) потери теплоты в окружающую среду Qпот.

Таким образом,

 (2.26)

Подставим в уравнение (2.26)

получим

 (2.27)

где, W, P – производительность кубового остатка и дистиллята, кг/с;

R – флегмовое число;

Cpw, Cpf – теплоемкости кубового остатка и дистиллята, Дж/кг*К;

tw, tf – температуры кипения кубового остатка и дистиллята, °С;

rф – теплота парообразования флегмы, Дж/кг (rф = rp);

Iп – энтальпия пара, выходящего из колонны, Дж/кг.

Расход греющего пара в кубе

 (2.28)

Расход греющего пара на нагревание исходной смеси в подогревателе:

 (2.29)

Для выполнения тепловых расчетов необходимо определить теплоемкости исходной смеси, дистиллята и кубового остатка при температурах их кипения.

Рассчитываем теплоемкости метилового спирта при 64,8; 76,9 и 98,4°С:

При температуре 60°С теплоемкость равна 0,66 ккал/кг*град, а при 80°С теплоемкость равна 0,684 ккал/кг*град [5, стр.69].

Определяем теплоемкость при температуре 64,8°С:

(0,684 – 0,66)/20*4,8 = 0,00576;

0,66 + 0,00576 = 0,67 ккал/кг*град;

Срр = 0,67*4190 = 2807,3 Дж/кг*К.

Определяем теплоемкость при температуре 76,9°С:

(0,684 - 0,66)/20*16,9 = 0,02028;

0,66 + 0,02028 = 0,68 ккал/кг*град;

Срf = 0,68*4190 = 2849,2 Дж/кг*К.

При температуре 80°С теплоемкость равна 0,684 ккал/кг*град, а при 100°С теплоемкость равна 0,708 ккал/кг*град [6, стр. 78].

Определяем теплоемкость при температуре 64,8°С:

(0,708 – 0,684)/20*18,4 = 0,02208;

0,684 + 0,02208 = 0,71 ккал/кг*град;

Срw = 0,71*4190 = 2974,9 Дж/кг*К.

Рассчитываем теплоемкости формальдегида при 64,8; 76,9 и 98,4°С по формуле:

 (2.30)

где, a, b, c – коэффициенты, взятые из [справ.], (а = 18,82; b = 58,38*102; с = -15,61*106);

Т – температура кипения исходной смеси, дистиллята и кубового остатка, в К.

При tp = 64,8°C; T = 337,8 K;

При tf = 76,9°C; T = 349,9 K.

При tw = 98,4°C; T = 371,4 K.

Теплоемкости исходной смеси, дистиллята и кубового остатка, представляющих смесь метилового спирта и формальдегида, определяются по формуле:

 (2.31)

где, Cp – теплоемкости метанола и формальдегида, Дж/кг*К;

 - массовый состав дистиллята, исходной смеси и кубового остатка.

Теплоту парообразования флегмы при t = 64,8°С (температура кипения метанола) определяем по метанолу и воде, т.к. формальдегида очень мало и им можно пренебречь:

 (2.32)

где, rнк, rвк – теплоты образования метанола и воды, Дж/кг;

 - массовый состав дистиллята.

Находим теплоту парообразования метанола при t = 64,8°С:

При температуре 60°С теплота парообразования равна 265 ккал/кг, а при 80°С теплота парообразования равна 252 ккал/кг [5, стр. 90].

(265 – 252)/20*4,8 = 3,12;

265 – 3,12 = 261,88 ккал/кг = 261,88*4,19 = 1097,28 кДж/кг.

Теплота парообразования воды принимается из [5. стр, 78]

r = 2336 кДж/кг (при Т = 68,7°С, т Р = 0,3 кг*с/см2).

Энтальпия пара, выходящего из колонны определяется по формуле:

 (2.33)

Потери теплоты принимаем равными 3% от ее расхода в кубе.

Расход теплоты в кубе колонны с учетом тепловых потерь определяем по формуле (2.27):

Расход греющего пара в кубе колонны по формуле (2.28):

где, rгр.п = 2206*103 Дж/кг (определяется из справ. по tw=98,4°C при t = 119,6°С);

Принимая повышение температуры воды в холодильнике на 20°С, определяем расход воды:

в дефлегматоре по формуле:

 (2.34)

где,

Cpв – теплоемкость воды, 4190 Дж/кг*К.

в холодильнике дистиллята

 (2.35)

в холодильнике кубового остатка

 (2.36)

Общий расход воды равен:

Похожие работы

Проект производства формалина

Скачать

179850

35

12

... и красный уголок. Все рассмотренные помещения соединяются между собой с помощью коридоров, лестничных клеток, галерей и тамбуров. 11. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА ПРОИЗВОДСТВА ФОРМАЛИНА   Химическое производство относится к отрасли промышленности, которая представляет потенциальную опасность профессиональных заболеваний и отравлений работающих. Число отравлений и профессиональных ...

Производство этилового спирта из картофеля

Скачать

43990

5

7

... и другом случае одинаков и может быть представлен следующей схемой: гексозы—фосфорные эфиры—гексоз-фосфотриозы—фосфоглицериновая кислота—пировиноградная кислота—уксусный альдегид—этиловый спирт. В основе производства этилового спирта из клубней картофеля лежат два биохимических процесса: ü  гидролиз (осахаривание) крахмала, содержащегося в сырье, и сбраживание образующихся сахаров в спирт ...

Определение оптимальных рабочих параметров процесса экстрактивной ректификации смеси ацетон-хлороформ в сложной колонне с боковой секцией

Скачать

68030

11

11

... смеси на четыре продукта [17]. I – IV — продукты. 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящей работы является определение оптимальных рабочих параметров процесса экстрактивной ректификации смеси ацетон-хлороформ азеотропного состава в сложной колонне с боковой укрепляющей секцией. К таким параметрам относятся температура и расход разделяющего агента, тарелки подачи исходной смеси и ...

Химия и технология штатных бризантных взрывчатых веществ

Скачать

127905

1

10

... , а также при дроблении горячих слитков, разгрузке и ремонте доменных печей и т.п. 2. Методическая разработка факультативных занятий по химии На основе дипломной работы были разработаны факультативные занятия в виде лекций по теме Бризантные взрывчатые вещества для учащихся старших классов средней общеобразовательной школы. Задачи факультативных занятий: 1. Повысить познавательный ...