Principios de química de la ingeniería química

Hay un problema con la pregunta. No se da la volatilidad relativa α. Esto hará imposible encontrar la relación de equilibrio y el valor de la relación de reflujo mínimo. ?Esta pregunta no es difícil. Dame Alpha y puedo hacértela.

Además, ¿hay algún problema con la "alimentación del punto de ebullición" en el título? ¿Debería ser la alimentación del punto de burbuja~~~?

Finalmente, la selección del condensador total y el hervidor debe consultar el manual del proceso químico. Excepto por este problema, todo lo demás se puede resolver.

1. Número real de placas:

(Du Niang no me permitió usar el editor de fórmulas, así que lo describí principalmente en texto)

Por favor alimentar el material primero. El caudal molar Qn, f

El M de CS2=76,14; el M de CCl4=153,82 y la fracción molar de alimentación Xf=0,3

Así que hay : Qn, f=4000/( 76.14*0.3+153.82*0.7)=30.65?kmol/h

Luego dibuje una gráfica basada en los datos de equilibrio, y de acuerdo con el parámetro de condición térmica de alimentación q=1 (debido a que es una alimentación de punto de burbuja), entonces la ecuación de la línea q es: x = 0,3 = >Rmin=(Xd-Yq)/(Yq-Xq)=1,653, que es la relación mínima de reflujo.

La relación de reflujo operativo R=1,5*Rmin=2,4796

Entonces se puede obtener la ecuación de la línea operativa de la sección de destilación: y=[R/(R+1)]* X+Xd/ (R+1), donde Xd, la fracción molar del destilado de cabeza, es 0,95, y=0,7126. Hay un punto de intersección, entonces encuentre Xw=0,05 en la línea diagonal y determine un punto aquí. Conecte los dos puntos para formar la línea operativa de la sección de desmontaje y luego simplemente dibuje la escalera de acuerdo con las reglas.

El resultado final es que 11 tableros teóricos pueden completar la tarea, pero la flexibilidad operativa es muy pequeña. Para mejorar este problema, agregue otro tablero teórico.

Entonces el número total de placas teóricas NT=12-1=11 (la extra es el rehervidor en la parte inferior de la torre)

Luego según la eficiencia del conjunto torre, el número real de platos = 22 (excluyendo la caldera de la torre)

Se adjunta la imagen de esta pregunta.

(2) Diámetro de la torre y altura de la torre

La altura de la torre es muy simple, simplemente multiplica HT=0,4 y N=22, altura efectiva=22*0,4=8,8m

El diámetro de la torre es un poco problemático. Primero, es necesario calcular el caudal volumétrico de vapor ascendente Qv,v en la torre.

De acuerdo con la fórmula de balance de materiales de toda la torre: Qn ,d/Qn,f=(Xf -Xw)/(Xd-Xw)=0,2778? (tasa de recuperación del destilado, que es una derivación del resultado del balance de materia)

La solución es Qn,d=8,514 ?kmol/h

Y Qn,f=Qn,d+Qn,w, entonces Qn,w=30.65-8.514=22.136?kmol/h

Y según la fórmula de definición de la relación de reflujo: R=Qn, L/Qn,d=2.4796

La solución es Qn,l=21.111?kmol/h

Luego, de acuerdo con la fórmula de balance de materia de la sección de extracción: Qn,v=Qn,l+ Qn,w

Obtener: Qn,v=21.111+8.514=29.625?kmol/h

Suponiendo que el vapor ascendente en la torre es una mezcla de gases ideales,

Aplicación Después de la ecuación del gas ideal, obtenemos Qv,v=(22,4/3600)*(T/T0)*(P0/P)*Qn,v= (22.4/3600)*(273.15+60/273.15)*(101.325/101.325 )*Qn,v

(T=T60; P0=P=1atm, esta es la condición de configuración de la pregunta)

Qv,v=0.2248?m^3/s

Ponlo en la fórmula de cálculo del diámetro de la torre: D=(4*Qv,v/π*u)^0.5= 0,5982 m, donde u=0,8 (velocidad del aire en la torre)

Círculo después del ajuste, D=600?mm

(3) Determinación de la salida

El resultado se ha indicado anteriormente: caudal de destilado de cabeza Qn,d=8,514?kmol/h; flujo de líquido inmóvil de la torre Qn,w=22,136?kmol/h

El hervidor inferior de la torre y el total superior de la torre El condensador utiliza intercambiadores de calor de tubos de tipo placa fija de forma predeterminada. Después de calcular la carga de calor de toda la torre, se puede calcular sustituyéndola en la ley de enfriamiento de Newton: Q=KSTm. Es relativamente simple y no se describirá en detalle aquí. . Después de calcular el área de intercambio de calor, debe establecer un factor de seguridad, que es 1,1. Luego, según el área de intercambio de calor real, busque en el manual de procesos químicos el Departamento de Mecánica tiene estándares de diseño para intercambiadores de calor de placas de tubos fijos, diámetro de tubo. cantidad de tubos y conchas que puedes encontrar a lo largo del sendero.