Operatii unitare de transfer de masa - dimensionarea unei coloane de rectificare

Cuprins proiect Cum descarc?

1.Introducere . 2
2. Dimensionarea la echilibru . 3
2.1. Bilantul de materiale . 4
2.2. Diagrama de fierbere 4
2.3. Diagrama de echilibru .. 5
2.4.Determinarea numarului minim de talere teoretice . 5
2.5. Determinarea refluxului minim 6
2.6. Determinarea refluxului optim . 7
2.7. Determinarea numarului de talere teoretice .. 7
2.8. Determinarea temperaturii din distilat, reziduu si din alimentare ... 8
3. Calculul hidrodinamic ... 8
3.1. Diametrul coloanei . 8
3.1.1. Debitele molare ale celor 2 faze 9
3.1.2. Calculul vitezei vaporilor in coloana 11
3.2.Dimensiunile geometrice ale talerului . 12
3.2.1. Aria coloanei .. 12
3.2.2. Lungimea pragului deversor ... 12
3.2.3. Unghiul la centru corespunzator coardei deversorului ... 12
3.2.4. Suprafata deversorului 12
3.2.5. Suprafata efectiva a talerului .. 13
3.2.6. Diametrul si suprafata orificiilor ... 13
3.2.7. Inaltimea lichidului deasupra pragului deversor ... 13
3.2.1. Inaltimea suspensiei pe taler .. 13
3.2.2. Viteza minima a gazului 14
3.2.3 Sectiunea libera a orificiilor . 14
3.2.4. Numarul orificiilor pe taler .. 14
3.2.5. Viteza gazului prin orificiile talerului .. 15
3.2.6. Calculul caderii de presiune pe taler 15
4. Calculul eficientei talerelor .. 16
4.1. Calculul criteriului Dg 16
4.2. Coeficientul de difuziune al amestecului ... 16
4.3. Calculul criteriului Schmidt . 16
4.4. Calculul criteriului Reynolds .. 16
4.5. Calculul eficientei 16
4.6. Numarul real de talere .. 17
5. Calculul mecanic sumar 17
5.1. Grosimea peretilor coloanei ... 17
5.2. Inaltimea coloanei ... 17
5.3. Calculul racordurilor tehnologice . 18
6. Bibliografie . 19
7. Anexa ... 20


Extras din proiect Cum descarc?

1.Introducere
In lucrarea de fata s-a urmarit dimensionarea unei coloane de rectificare cu talere tip sita in scopul separarii amestecului binar IPA-Apa, care face parte dintr-o instalatie pentru obtinerea acetonei, printr-o metoda de dehidrogenarea a alcoolului izopropilic.. Acetona se obtine in faza de vapori intr-un reactor de tip CSTR. Vaporii sunt apoi introdusi intr-un separator bifazic, urmand ca acetona ramasa in faza de vapori sa fie recuperata intr-o coloana de absorbtie, iar debitul obtinut este amestecat cu faza lichida de acetona, apa si izopropanol din separatorul de faze.
Instalatia este alcatuita din doua coloane de rectificare, in prima se separa amestecul ternar acetona-IPA-apa. Aceasta coloana este proiectata pentru a obtine in distilat produsul de baza al instalatiei tehnologice, urmand ca in a doua coloana sa se introduca reziduul de izopopanol si apa. Acest amestec binar este introdus in coloana care are rolul de a separa izopropanolul de apa. Izopopanolul rezultat va fi recirculat cu debitul initial de reactanti introdusi in instalatie, in scopul reducerii pierderii majore de materie prima.
Coloana de rectificare binara este alimentata cu un debit de 150kmol/h amestec ternar.
Amestecul ternar de acetona-IPA-apa, avand fractiile molare de 0.22 acetona, 0.34 izopropanol 0.44 apa, intra in coloana la presiunea de 0.95 bar. Coloana de rectificare a amestecului binar(rezultat din prima coloana) functioneaza la presiunea de 1 bar acesta fiind introdus la temperatura de fierbere. Cerintele tehnologice impuse sunt gradele de separare ale componentilor usor si greu volatili in reziduu si distilat.
Figura 1. Schema celor 2 coloane de rectificare
ABC
A
BC
BC
C
1
2
3
Datele de proiectare cunoscute sunt:
Debitul de alimentare al coloanei 1: F1=150 kmol/h
Compozitia amestecului de alimentare al coloanei ternare:
-  A:0,23
-  B:0,34
-  C:0,43
Starea termica a alimentarii, q=1, pentru ambele coloane.
Presiunile de operare prima coloana
-  pF=0.92 bar, pD=0.9 bar, pW=0.94 bar.
Presiunile de operare a doua coloana
-  pF=1 bar, pD=1 bar, pW=1 bar.
Tipul coloanei: coloana cu talere de tip sita (coloana 2)
Performantele separarii, pentru coloana 1 impuse:
Gradul de recuperare al acetonei in distilat:
-  s 1, D, A=0.99
Gradul de recuperare al IPA in distilat:
-  s 1, W ,B=0.99
Performantele separarii, pentru coloana 2 impuse:
Gradul de recuperare al IPA in distilat:
-  s 2 D, B=0.98
Gradul de recuperare al apei in distilat:
-  s 2 W, C=0.99
2. Dimensionarea la echilibru
Aceasta etapa presupune dimensionarea elementelor componente ale coloanei considerand procesele de transfer de masa din coloana si comportarea amestecului de separat sunt ideale. In cazul transferului de masa la contactarea intre faza de vapori si cea lichida, comportarea ideala presupune atingerea echilibrului termodinamic, pe fiecare taler al coloanei.
Dimensionarea la echilibru presupune intocmirea bilanturilor de materiale, precum si determinarea numarului de talere teoretice necesar separarii amestecului.


Fisiere in arhiva (1):

  • Operatii unitare de transfer de masa - dimensionarea unei coloane de rectificare.pdf

Imagini din acest proiect Cum descarc?

Bibliografie

[1]. Floarea O., Dima R., Procese de transfer de masa si utilaje specifice,Ed.Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1984
[2].Floarea O. si altii, Operatii si utilaje in industria chimica-Probleme pentru subingineri, Ed.Didactica Pedagogica si Pedagogica, 1980.
[3]. Luyben L.W., Design and Control of the Acetone Process via Dehydrogenation of 2- Propanol, Ind. Eng. Chem. Res., 2011, 50, 1206- 1218.
[4]. Lokras S.S., Deshpande P.K., Kuloor N.R., Catalytic Dehydrogenation of 2-Propanol to Acetone, Ind. End. Chem. Process Des. Develop., Vol. 9, No. 2, 1970, 293-297.
[5]. Simulis Thermodynamics, Thermodynamic properties and phase equilibria calculation server, ver. 1.3, www.prosim.net.


Banii inapoi garantat!

Plateste in siguranta cu cardul bancar si beneficiezi de garantia 200% din partea Proiecte.ro.


Descarca aceast proiect cu doar 5 €

Simplu si rapid in doar 2 pasi: completezi adresa de email si platesti.

1. Numele, Prenumele si adresa de email:

Pe adresa de email specificata vei primi link-ul de descarcare, nr. comenzii si factura (la plata cu cardul). Daca nu gasesti email-ul, verifica si directoarele spam, junk sau toate mesajele.

2. Alege modalitatea de plata preferata:



* La pretul afisat se adauga 19% TVA.


Hopa sus!