3.4 Тепловой расчёт установки

Тепловой баланс ректификационной колонны выражается общим уравнением:

, (29)

где - тепловая нагрузка куба;

-количество теплоты, передаваемой от пара к воде;

- тепловые потери (5%);

-теплоёмкости соответствующие дистилляту, кубовому остатку и исходной смеси;

- температуры соответствующие дистилляту, кубовому остатку и исходной смеси (находим из диаграммы «Зависимость температуры от равновесных составов пара и жидкости» приложение 1):

Найдем удельную теплоту конденсации паров дистиллята по аддитивной формуле:

,

где - удельная теплота парообразования ацетона и уксусной кислоты при температуре дистиллята .

Определим тепловую нагрузку дефлегматора по формуле:

Определим теплоёмкости смеси по формуле:

, (30)

где - теплоемкости ацетона и уксусной кислоты при

По монограмме для определения теплоемкостей жидкостей определили теплоемкости уксусной кислоты при температурах :

Т.к. экспериментальные данные по удельной теплоемкости ацетона при температурах отсутствуют, воспользуемся соотношением Ватсона (погрешность - 10%):

(31)

где удельная теплоемкость жидкости, ;

коэффициент, значения которого приведены в табл.11;

приведенная температура, определяется по формуле:

(32)

где критическая температура, К.

Критическая температура ацетона

и значение коэффициента

По формуле (32) определим

при температурах :

Теперь по формуле (31) найдем удельные теплоемкости ацетона при температурах :

Затем по формуле (30) рассчитаем удельные теплоёмкости смесей при температурах :

По формуле (29) определим тепловую нагрузку куба:

Определим расход греющего пара в кубе испарителе, имеющего давление и влажность 5%:

где удельная теплота конденсации греющего пара;

- степень сухости;

Расход охлаждающей воды в дефлегматоре при нагреве её на :

где теплоемкость воды при ;

плотность воды при .