Mundarija Kirish: Rektifikatsiya jarayonining nazariy asoslari va texnologik sxemaning tavsifi

Optimal qaytarilish nisbatini hisoblash va nazariy plitalar sonini aniqlash
Muvozanat ma'lumotlaridan foydalanib, metil spirti-suv tizimidagi bug 'va suyuqlik o'rtasidagi muvozanatning diagrammasini tuzamiz (5-rasm).
2-jadval Metil spirti-suv tizimining muvozanat ma'lumotlari

х, %мол.	0,00	1,90	9,66	16,61	26,08	39,65	50,79	57,32	67,63	74,72	89,43
у, %мол.	0,00	17,00	43,75	50,69	55,80	61,22	65,64	68,41	73,85	78,15	89,43
T, ºС	100,0	95,50	86,70	84,10	82,30	80,70	79,80	79,3	78,64	78,41	78,15

Rektifikatsiya jarayonini u-x koordinatlarida qurish uchun boshlang’ich aralashma, distillyat va kub qoldiqlari tarkibidagi yengil uchuvchan komponent kontsentratsiyasini quyidagi formulalar yordamida mol’ ulushlarda ifodalash mumkin:

bu yerda M_a va M_v - yengil spirt va qiyin suv uchuvchan komponentlarning molekulyar massalari:
= = 0.297
= = 0.975
= = 0.001
Tajriba ma’lumotlari asosida u - x kordinatlarida boshlang’ich aralashma uchun muvozanat chizig’ini ko’ramiz.
Quyidagi formula yordamida minimal flegma sonini aniqlaymiz:

bu yerda y_fm =0.44 - boshlang’ich aralashma tarkibidagi yengil uchuvchan komponent bilan muvozanatda bo’lgan bug’dagi yengil uchuvchan komponent kontsentratsiyasi.
= = 3.768
Kolonna yuqori qismi uchun ishchi chizig’ini qurish uchun quyidagi formuladan haqiqiy flegma sonini hisoblaymiz:
3.768*1.3= 4.89
Kesma V ning uzunligini topamiz :
= 0.16
So’ng, ordinata o’qida V=0,16 kesmani o’lchab, uni A nuqta (x_d = u_d koordinatli) bilan birlashtiramiz va kolonnaning yuqori qismi uchun ishchi chiziq olamiz. Pastki qism uchun ishchi chiziq esa, V nuqtani (x_f, u_f - kordinatli) S nuqta (x_w = y_w koordinatli) bilan birlashtirib aniqlanadi.

Kolonna pastki va yuqori qismlaridagi kontsentratsiya o’zgarishi pog’onalarining soni (n) ni aniqlaymiz. Buning uchun muvozanat va ishchi chiziqlari orasiga A nuqtadan C gacha pog’onali chiziqlar o’tkazamiz. Tarelka soni quydagi formula yordamida topiladi, ya’ni:

Bu yerda =0.56 Diflegmatordagi par bosimi-0.1MPa. Dastlabki aralashma kolonnaga berilishidan oldin qaynash tamperaturasigacha to’yingan suv bug’i bilan qizdiriladi-0.4MPa. bo’lgan holat uchun:

Kolonnaning haqiqiy balandligi esa :

bu yerda h =200mm – tarelkalar orasidagi masofa, m.
qurilma diametri ushbu formuladan hisoblanadi:

bu yerda V - kolonnadagi bug’ sarfi; wu - bug’ning ishchi tezligi.

bu yerda typ = 87°C - kolonnadagi bug’larning o’rtacha temperaturasi.

Kolonnadagi bug’ning tezligi quyidagicha aniqlanadi:

bu yerda c, b - suyuqlik va bug’ning o’rtacha zichliklari.
Bug’ning o’rtacha zichligi:

Kubdan chiqayotgan bug’ning zichligi (bug’ faqat toza suvdan iborat deb tahmin qilinganda),

bu yerda tw = 95°C - kubdagi aralashma qaynash temperaturasi.
Deflegmatorga kirayotgan bug’ning zichligi (bug’ faqat toza spirtdan iborat deb tahmin qilinganda),

bu yerda td+78°C - spirtning qaynash temperaturasi.
Kolonnadagi suyuqlikning o’rtacha zichligini 78°C li spirt zichligi va kubda suvning qaynash temperaturalarining o’rtacha qiymati deb topamiz:

Unda

Ishchi tezlikni ruxsat etilgan chegaraviy tezlikdan 20% ga kam miqdorda qabul qilamiz, ya’ni

Unda, kolonnaning diametri

Issiqlikning umumiy sarfi rektifikatsion kolonnaning issiqlik balansidan aniqlanadi:

bu yerda rd = 850 kJ/kg aralashmaning issiqlik hosil qilish issiqligi; cf = 4310, cd = 3600, cw = 4190 J/(kgK) solishtirma issiqlik sig’imlar; tf, td, tw - xf, xd, xw grafikdagi egri chiziqlaridan topiladigan qaynash temperaturalari; tf = 87°C, td = 78°C, tw = 95°C ga teng deb qabul qilamiz.


Atrof muhitga issiqlikning yo’qotilishi umumiy issiqlik sarfidan 3...5% deb qabul qilinadi, ya’ni

Issiqlik sarfi:
Q=1.263*5.89*850+0.936*4.19*95-2.2*4.31*87-4.89*1.263*3.6*78=4145 kJ/soat
Isituvchi bug’ sarfi:

bu yerda i = 2730 kJ/kg - isituvchi bug’ ental’piyasi; i = 558,9 kJ/kg – kondensat ental’piyasi. Isituvchi bug’ va kondensatlarning ental’piyalari to’yingan suv bug’i bosimi bo’yicha aniqlanadi.
Хулоса
“Кимёвий ишлаб чиқариш жараёнлари ва қурилмалари” курси бўйича курс лойиҳасини берилган топшириқларга асосоан бинар эритма метил спирти сувни ажратувчи узлуксиз ректификациялаш колонкасининг қуйидаги кўрсаткичлар ёрдамида хисоблаш ишлари бажарилди.
1.Дастлабки аралашма бўйича ишлаб чиқариш қуввати F=1.8 кг/с.
2.Енгил учувчи компонент бўйича (% оғирлик бўйича):
-Дастлабки аралашмада ХF =44,
-Дистиллятда ХР=98,3.
-Куб қолдиғида ХW=1,1
3.Дефлегматордаги пар босими -0,1 мПа
4.Ректификациялаш колонкаси тури тарелкали, тарелка тури –Элаксимон
5.Дастлабки аралашма колонкага беришдан олдин қайнаш температурасигача тўйинган сув буғи билан қиздирилади.
Бинар эритма метил спирти сувни ажратувчи узлуксиз ректификациялаш колонкасини хисоблашда асосий жараёнларнинг назарияси, ушбу жараёнларни амалга оширадиган машина ва қурилмаларнинг тузилиш принциплари ва уларни ҳисоблаш услубларини назарий билимларни қўллаган ҳолда амалга оширилди. Ишчи флегма сонини аниқлаш ва моддий баланс. Бинар система учун буғ ва суюқлик мувозанат холати кўрсаткичлари бўйича аниқланди. Тарелкалар назарий сонини аниқлашда эса берилган графикка асосан хисоб ишлари аниқланди. Флегма ишчи сони Rҳ1,7∙0,89=1,5 эканлиги хисоблаб топилди. Колоннадан чиқаётган буғ энтальпияси:
I_буғ = 1119,5∙10³+2723∙ 64=1293722 ДЖ/кг. Иссиқлик йўқотилишини кубдаги сарфни 3 % деб қабул қилдик. Cуюқлик ўртача масса таркиби колонна юқори қисмида: 26,72 кг/к моль эканлиги маълум бўлди. Куб қолдиғи моль массаси: 18,21 кг/к мольни ташкил этди. Буғ тезлиги ва колонна диаметрини хисоблашда керакли формулалардан фойдалариб 1,15 м эканлиги аниқланди. Фойдали иш коэффицентини 0,5/деб қабул қилиб, унда тарелкалар хақиқий сони ND= хисоб бўйича аниқланган бўлса 20 та тарелка деб қабул қилдим. Колоннна баландлиги 13,12 метрни ташкил этгани хисоблаш ишларида аниқланди. Берилган курс лойихасини бажариш орқали ишлаб чиқариш жараёнларида бинар эритма метил спирти сувни ажратувчи узлуксиз ректификациялаш колонларининг ишлаш принспларини тўла ўрганишга ва олинган назарий билимларга таянган ҳолда амалий хисоб ишлари тўла бажарилди.