МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА – Российский технологический университет» РТУ МИРЭА Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова Кафедра основного органического синтеза Лабораторная работа №2 Поверочный и проектно-поверочный расчет ректификационной колонны с теоретическими ступенями Выполнила: Быкова А. И. Группа: ХЕМО-02-21 Преподаватель: Анохина Е.А. Москва, 2022 Цель:Провести проектный и проектно-поверочный расчет ректификационной колонны и провести оптимизацию (подбор числа теоретических тарелок и тарелки питания) по значениям энергозатрат в кипятильнике. Практическая часть: Таблица 1 – Исходные данные для смеси толуол-этилбензол F0, кмоль/час 200 Р, кПа 101,3 Хтолуол, мол.д. 0,2 хэтилбензол, мол.д. 0,8 Для расчета использовалась модель NRTL Затем был проведен проектный расчет ректификационной колонны с теоретическими тарелками. По умолчанию стояло ЧТТ = 20 и ТП = 20. Результат расчета представлен на рисунке 1. Рисунок 1– Результаты поверочного расчета Затем проведен проектно-поверочный расчет для этой колонны. По результатам проектно-поверочного расчета была достигнута чистота продуктов 0,999. Результат расчета и профили по температуре и концентрациям представлены на рисунках 2-5. Рисунок 2– Результаты проектно-поверочного расчета Рисунок 3– Температурный профиль колонны Рисунок 4–Концентрационный профиль колонны для пара и жидкости Рисунок 5–Распределение потоков жидкости и пара Затем была проведена оптимизация чиста теоретических тарелок и тарелки питания по минимальному значению энергозатрат в кипятильнике. Число Энергозатраты Оптимальная тарелок Флегмовое в тарелка в число кипятильнике, питания колонне МВт 22 24 26 28 30 32 14 14 15 16 16 17 23,43 15,21 11,65 9,757 8,506 7,699 9024 6000 4688 3992 3531 3234 Таблица 2 –Определение оптимального числа тарелок в колонне Энергозатраты в кипятильнике 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 22 24 26 28 30 Рисунок 6–График Джиллиленда 32 34 Зависимость ЧТТ от флегмового числа 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 22 24 26 28 30 32 34 Рисунок 7–Зависимость флегмового числа от числа теоретических тарелок По полученным данным делаем вывод, что оптимальное число тарелок равно 32. При этом значении ЧТТ и ТП = 17 рассчитываем ректификационную колонну. Результаты расчета представлены на рисунках 8-10. Рисунок 8– Температурный профиль колонны при оптимальном ЧТТ и ТП Рисунок 9–Распределение потоков жидкости и парапри оптимальном ЧТТ и ТП Рисунок 8–Концентрационный профиль колонны для пара и жидкостипри оптимальном ЧТТ и ТП Вывод: Был проведен проектный и проектно-поверочный расчеты ректификационной колонны, а также ее оптимизация, в ходе которой было найдено оптимально ЧТТ=32 тарелкам и ТП=17.
