Описание процесса ректификации. Ректификация

5. Выбор насосов

5.1 Насос для подачи исходной смеси:

Выбираем центробежный насос марки Х⁴⁵/₃₁
5.2 Насос для подачи флегмы в колонну и насос для подачи дистиллята в холодильник:

Выбираем центробежный насос марки Х⁴⁵/₃₁
6. Расчет кожухотрубчатого конденсатора (дефлегматора).


6.1 Определение данных для расчета.

М
олярный расход паров:

М
ассовый расход паров:
где: Мср – молярная масса пара, равная 78.364;
Удельная теплота конденсации смеси: r = 519.6 кДж/кг;
Температура конденсации: 80.5 ^о С;

С
войства конденсата при температуре конденсации:

Плотность:
Д
инамическая вязкость:
Коэффициент теплопроводности:
Т
епло конденсации отводим водой с начальной температурой:
П

римем температуру воды на выходе из конденсатора:
При средней температуре t = 20 ^о С воды имеет следующие свойства:
П
лотность:
Теплоемкость:
Т

еплопроводность:
Д
инамическая вязкость:
П
рандтль:
6.2 Тепловой расчет.

6
.2.1 Тепловая нагрузка аппарата:

6.2.2 Расход воды:
6

.2.3 Средняя разность температур:
6.2.4 Ориентировочное значение поверхности:

Примем значение коэффициента теплоотдачи К = 500 Вт/м²К, тогда:

П
о каталогу ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1991г., «Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения» принимаем наиболее близкий к ориентировочному значению площади поверхности конденсатор КНГ: двухходовой, с одной плоской и одной эллиптической крышкой, диаметром кожуха 800 мм, длиной труб – 4000мм, диаметром труб 25х2 мм и поверхностью теплообмена 138 м².

П
роводим тепловой расчет выбранного конденсатора:

Число Рейнольдса:
К
оэффициент теплоотдачи к воде:

К
оэффициент теплоотдачи от пара, конденсирующегося в пучке горизонтальных труб:

С


умма термодинамических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали и загрязнений со стороны воды и пара:

К

оэффициент теплопередачи:

Требуемая поверхность теплообмена:
И
меем запас по площади:
Т
олщину обечайки кожуха дефлегматора по рекомендации каталога ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1991г., «Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения» принимаем 10 мм.
Диаметры штуцеров для входа и выхода охлаждающей воды по каталогу – 250 мм. Диаметр штуцера для входа пара и соответствует штуцеру выхода пара из колонны, а штуцер для слива конденсата соответствует штуцеру для входа флегмы.


6.3 Расчет трубных решеток и фланцев кожуха.

Толщина трубной решетки, исходя из закрепления труб развальцовкой с обваркой, определяется из условия:

г
де: dн – наружный диаметр трубы, равный 25 мм;
tр – шаг между трубами, равный 43 мм.

В соответствии с ГОСТ 28759.2 – 90 «Фланцы сосудов и аппаратов плоские приварные» для конденсатора с D = 800 мм и Ру = 0.6 Мпа толщина фланцев равна 40 мм. Так как фланцы у нас являются одной деталью с трубной решеткой, то толщина ее, соответственно, тоже 40 мм.