GRUPGRUP - - 44024040026 SAMH SARIOLU 024040026 SAMH SARIOLU024240031 GLSTAN YAAR 024240031 GLSTAN YAAR024240019 DEM KAYA 024240019 DEM KAYA024240022 AL KOAK 024240022 AL KOAKF=2,15 mol/dakXE0,322XSO-P=0,340XSO-B=0,338T = 20 CD=?XE=0,7055XSO-P=0,2945XSO-B=0,009TD =?B=2,09mol/dakXE=0,3175XSO-P=0,2630XSO-B=0,4195TB =?SORUMUZ SORUMUZVmLmLoVSORUNUN ZM N ZLENEN YOL KONU LE LGL ARATIRMASSTEMN TANIMLANMASI VARSAYIMLAR VE KABULLER PROBLEMN ZM RAF VE KOLON LE LGL HESAPLAMALAR MALYET HESABI DEERLENDRMEDSTLASYON TASARIMI DSTLASYON TASARIMIN TEORK BLG N TEORK BLGDSTLASYONUN TANIMIDSTLASYONBir karm meydana getiren bileenlerin uuculuklarnn ( buhar basnlarnn) farkl olmasndan yararlanan bir ayrma ilemidir.Genelde; homojen bir sv karmnn buharlatrlmas sonucu meydana gelen ve buhar faznda birden fazla komponente sahip olan karmn bir veya birden fazlakomponentininsaf halde elde edilmesi istenen nit operasyonlar iin kullanlr. DSTLASYON METOTLARI1. Ayrlmalar istenilen bileenlerinsvkarmnn kaynatlmasyla buhar retilir, buhar birkondensrden geirilerek younlatrlr ve dar alnr. 2. Younlatrlan buharn bir ksm distilasyon kolonunun ba rn olarak dar alnrken, dier ksm distilasyon kolonuna gnderilerek, buhar faz ile temas etmesi salanr. Buhar fazyla sv fazn temas ters akm prensibine gre gerekleir. DSTLASYON ETLER DSTLASYON ETLER OK BLEENL DSTLASYON DENGE DSTLASYONU DFERANSYEL DSTLASYON RETRFKASYON KESKLDSTLASYON FLA DSTLASYON AZEOTROPK DSTLASYON EKSTRAKTF DSTLASYONOK BLEENL DSTLASYON)Beslemenin iindeki bileenler A,B, C, D olarak uuculuklarna gre sralanrsa ( en uucu A en az uucu D bileeni ) nce ok bileenli distilasyon ilemi uygulanarak esas olarak A ile B ve ok az miktarda da C bileeni ieren bir st rn ile esas olarak C ile D ve ok az olarak da B ieren bir alt rn elde edilebilir. kinci bir distilasyon kolonu kullanlarak da, birinci kolondan elde edilen st rn distile edilerek ayrtrlabilir. ok bileenli distilasyon ilemi ile ilgili hesaplamalarn esas raf-raf yaplan madde ve enerji denklikleridir. En ok kullanlan metotlar: Thile-Geddes Lewis-Matheson metotlardr. 1.Thile-Geddes; metodunun temel varsaym distilasyon kolonu boyunca her rafn scaklnn ve her raf terk eden sv ve buhar fazlarnn ak hzlarnn bilindiidir. Doal olarak,hesaplarn en bandabunlarla ilgili bir varsaym yaplr ve bu varsaymlar sonra yaplan hesaplarn sonularna gre dzeltilerek doru sonuca ulaamaya allr. 2.Lewis-Matheson metodu ise;st ve alt rn kompozisyonlar ile ilgili yaplan varsayma, bal olarak hesaplamalarn kolonun bu terminal deerden balanarak yaplmasna dayanr. Belirlenen geri akm ile kolonun stnden ve altndan balayarak raf-raf yaplan madde ve enerji denklikleri ile besleme blgesine yaklalr. ayet besleme rafna ulaldnda, zenginleme ve syrma blgelerinde raf-raf hesaplanarak gelinip bulunan kompozisyonlar ile besleme kompozisyonu uyum iinde olmazsa o zaman terminal kompozisyonlarnda yeni ayarlamalarda yapl ve hesaplamalar da terk edilir.OK BLEENL DSTLASYONOK BLEENL DSTLASYON TASARIMINA NASIL BALANIR ? TASARIMINA NASIL BALANIR ? Uuculuklarna gre sraya koymaktr. Anahtar bileen seilir: HAFF ANAHTAR BLEEN(HAB) HAFF ANAHTAR BLEEN(HAB)Varl alt rnde kabul edilen ancak kendisinden daha uucu bileenlerin alt rndeki kompozisyonlar ihmal edilebilecek seviyede olan bileene hafif anahtar bileen denir (HAB) Bylece alt rn iindeki en uucu bileen HABdir. AIR ANAHTAR BLEEN (AAB) AIR ANAHTAR BLEEN (AAB) st rnde varl kabul edilen ancakkendinden daha az uucu ( ar) bileenlerinst rn pek gzkmedii bileen ar anahtarbileen ( AAB) olarak tanmlanr. Bylece AABde st rn iindeki en ar bileendir.TEPS ETLER TEPS ETLER1) KABARCIK TUTUCU TEPSLER (BUBBLE CAP TRAY)2) DELKL TEPSLERSIEVE TRAY Sv ak durumuna gre iki trldr. Tek geili ( full cross ) ki geili ( half cross)3) VALF TP TEPSLER ( VALFE TRAY )4 ) BACALI TEPSLERKABARCIK NOKTASI HESABI ( BUBLE PONT CALCULATON )Kabarck noktas sv karmnn kaynamaya balad scaklktr. Bu scakln saptanmas iin basn ve karmn mol kesri daha nceden bilinmelidir. Kabarck noktasyfazlarnn toplamnn 1 olduu scaklktr. Hesaplamalar deneme yanlma yntemi ile yaplabilir:1) T kabul edilir2) Kabul edilen T'de a, ve K, deerleri bulunur.3) Hesaplanan Kc deeri seilen T deerine uyuyorsa hesaplamalar biter.4) Eer scaklk farkl ise bulunan T deeri yeni deneme deeri olarak kullanlr.5) Sonu scaklk deerli bulunduktan sonra , buhar bileimleri hesaplanr. TM RFLAKSkilidistilasyon kolonutasarmndaolduu gibi, tm riflaksdurumundamin sayda raf says hesaplanr. Bunun iin Fenske eitlii kullanlr. ) . J)LKlog(xwLKBw/xHKBD)(xHKDD/xLKDx logMN=LKWLKDLK=XLKD= Distilattaki hafif anahtar bileenin mol kesri XHKD = Distilattaki ar anahtar bileenin mol kesri XHKB= Dip rndeki ar anahtar bileenin mol kesri XLKB= Dip rndeki hafif anahtar bileenin mol kesri NM= Minimum raf saysRektifikasyon (Zenginletirme Ksm)Syrma KsmREBOLER TRLERNDEN BRKA RNEKProblemin zm iin yaplan varsaymlar:1. Sistem adyabatik olarak dnlmtr.2. Her bir raf kademesindekarm homojendir. 3. Her bir rafta sv miktar, buhar miktarna gre ihmaledilebilecek kadar kktr.4. Her bir rafta buhar basnc sv basncndan byktr.5. Kazan kademesi denge kademesi gibi almaktadr.6. Kazan kademesi en iyi tanmlanan denge kademesi sistemidir.Antoinedenkleminden;T CBA lnPiiiO

=Her bir bileen iin Antoine sabitlerimiz :A A BB C CETANOL ETANOL 18,9119 18,9119 3803,98 3803,98 --41,68 41,68SO SO--PROPANOL PROPANOL18,6925 18,6925 3640,2 3640,2 --53,54 53,54SO SO--BUTANOL BUTANOL 16,8712 16,8712 2874,73 2874,73 --100,3 100,3Raoult Yasasna Gre Ksmi Basnlarn fadeleri:Pi = P Pi = Pi * xi i * xiPetanol =Petanol = PPetanol * X etanol etanol * X etanolPi Pi- -propanol =propanol = PPi i- -propanol * X i propanol * X i- -propanol propanolPi Pi- -butanol =butanol = PPi i- -butanol * X i butanol * X i- -butanol butanolPt = Pi Pt = Pi- -butanol + Pi butanol + Pi- -propanol + Petanol propanol + PetanolCondenser in Yaplan Hesaplamalar:T = 79,34 CPToplam = 1,0030241 atmXetanol = 0,99Xi-propanol = 0,000535276Xi-butanol = 0,009464724XToplam= Xetanol+ Xi-propanol+ Xi-butanol = 1XToplam= 0,7055+0,2945+0,009 = 1Poetanol = 794,086Poi-propanol= 678,84Poi-butanol= 238,79Petanol = 794,086*0,7055= 560,22Pi-propanol= 199,92Pi-butanol = 2,149PToplam=1,003Yetanol = Petanol/Ptoplam Yetanol = Petanol/PtoplamYetanol = 560,22/760 =0,737 Yetanol = 560,22/760 =0,737Y i Y i--propanol =0,263 propanol =0,263Y i Y i--butanol=0,0028 butanol=0,0028Y toplam =0,737 + 0,263 + 0,0028=1.0030Y toplam =0,737 + 0,263 + 0,0028=1.0030 Reboiler in Yaplan Hesaplamalar: T=88.37 C P =760 mmHg Xetanol=0,3175 Xi-propanol=0,263 Xi-butanol =0,4195 XToplam = Xetanol+ Xi-propanol+ Xi-butanol XToplam =1Bottom (B) ve distillat (D) deerlerinin hesaplanmas;F = D + B2,15= D + 2,09D=0,06 mol /dkF=2,15 mol/dakXE0,322XSO-P=0,340XSO-B=0,338T = 20 CD=?XE=0,7055XSO-P=0,2945XSO-B=0,009TD =?B=2,09mol/dakXE=0,3175XSO-P=0,2630XSO-B=0,4195TB =?VmLmLoVDalm Katsaylar (K) Her Bir Bileen in Condenser iin:1,044760560,22ToplamP0etanolPetanolK= = =0,893760199,92ToplamPpropanol - iPpropanol - iK= = =0,3147602,149ToplamPbutanol - iPbutanol - iK= = =Reboiler iin:1,476760356,26ToplamP0etanolPetanolK= = =1,276760255,19ToplamPpropanol - ioPpropanol - iK= = =0,466760148,59ToplamPbutanol - ioPbutanol - iK= = =Reboiler iin:3.1670.4661.476AABKetanolKetanol= = =1.1710.4661.276AABKso-propanolKso-propanol= =

=

10,4660.466AABKso-btanolKso-btanol= = =

Deerlerinin Hesaplanmas;Ortalamaetanol iin ;3.245 3.167 * 3.325Ortalama= = so so--propanol=1.825 propanol=1.825so so--btanol=1 btanol=1 Deerlerinin Bulunmas;Deneme yanlma yolu ile , = 0.45 olarak bulunmutur.=

q 1OrtFX *Ort0)(10,338) * (1)(1,8250.34) * (1.825)(3.2450.322) * (3.245=

+

+

olarak bulunur. + =

minDR 1OrtDX *Ort1.226minDR=Fenske Denkleminden;NMin= 6,80 ~ 7olarak bulunur.) ln(D) (X *B) (XB) (X *D) (Xln1 NOrtalama Toluenso-btanolbtanol iso etanolMin= +

)

`

|

|etanol

)43 3.245) * 542 32,5log(0, 51 Eo==HAB orto * 32,5log 51 E =Ortalama Kolon Verimi ;RAFTASARIMI RAFTASARIMINGerek 21 olarak bulunur.Gerek210.4390ETeorikNGerekN= = = ) ) )

`

|

|'+

'

'+

'

=2DAABXB HABXFHABXAABXDBlog * 0,206szlog9.11sz=3 s =18 3 21 s N z===0,515729,741,75980,220022,31002= = =LVMMLVVLFVVVV LF FK uVV V =FLV ye karlk gelen F*=0,8m (varsaym) deerine gre KF deeri delikli raf tama kapasitesi diyagramndan 0,042 olarak okunur. Eitliine greKFve uFdeerleri tekrar hesaplanarak aadakideerler elde edilir:KF=0,042 iin uF=0,82549 olarak hesaplanr.Buna karlk uF=0,82549 olarak hesaplanr. Verilen bileimin yzey gerilimi 20 dyn/cmden farkl olduu iin dzeltme faktr uygulanarak:0,220 F F)20( * ) (K K==Toplam alan : At= 0,215 m2ni kanal alan : Adc =0,12* At =0,0258 m2Net alan:An= 0,88* At= 0,1893 m2Delik alan:Ah = 0,1* At = 0,0215 m2Kolon ap :Dc ( m ) =0,5234 m olarak hesaplanr.0,2150,6603 * 0,880,22002u * 0,88BuharQtA= = =olarak bulunur. Buradan;0,6603 .u * F uF= =a-) Kuru raflarda basn dmesi: (Pkuru)uh= Qbuhar/ Ah =5,811%10 serbest alan iin Pkuru= 5,08*Pkuru= 5,08*Pkuru= 0,0775 cmRaflarda basn dmesi:2Cv01*2hu *lv'+

'

'+

'

Cv01'+

'

b-) Kabarcklandrlm sv ykseklii (ha)Kabarcklandrma parametresi:Fva=1,043olarak bulunur.Kabarcklanma faktr grafiinden Qp=0,69 olarak okunur.Iw =0,77*dc = 0,77*0,523=0,403 mvAabuharQFva'+

'

=Engel zerindeki Sv Ykseklii :*Engel ykseklii ( hw= 5 cm olarak kabul edilirse)Kabarcklandrlm sv ykseklii= ha = Qp( hw+ how ) = 0.69 *( 5 + 2,589 ) =5.23cm2.589cm )0.4030.003( * 66,60,67IwQsv* 66,6 how= = ='+

'

PT=Pkuru+ haPT = 0.077 +5.23= 5.31 cmAlama Kontrol:b-) Toplam Raf Basn Dmesi (PT)0.2134,75 * 729.7416.855hd *L*4 -4,14x10h= = ='+

'

'+

'

Kabarck oluumu nedeniyle basn kayb;Teoride; 7,9717 > 7.58911 olduu iin alama yoktur.olduu zaman alama beklenmemektedir.0WhWhhKURUP+ > +7,9717hKURUP= +7,589110WhWh= +Sv Seviyesi Gradyant:a) Raf zerindeki kpk ykseklii (hf):b) Kabarcklandrlan ktlenin hidrolik yar ap(rh):13.780 cm1) (2x0,695.23671)p(2Qahfh=

=

=0,463cm20.5234) (0.4032)cdw(lfd=+=+=0,0864m) (100x0.463 (2x13.780)13.780x0.463f100df2hfdfhIslak evreKesit alanhr=+=+= =c) Kabarcklandrlan ktlenin hz(uf):Fva=3,285075 iin, kpk younluu = 0,176okunur.d) Reynolds modl (Reh):s 0,01374m/0.463 0.38x 13.788x100x0,00316fdfhsv100Qfu= = =o15157.660.00054270.1304x729.74 0,0864xLLfuhrReh= = =e)Srtnme Katsays ( f ) :Delikli raf srtnme katsays tablosundan srtnme katsays, f=0,045 olarak okunur.105F) Sv Seviyesi Gradyant ():Ada:ini borusu ile raf arasndaki alan, m2Ada= (engel uzunluu)(ini kanal ile alt raf arasndaki aralk)ni kanal ile raf arasndaki aralk = 40 mm (varsaym)ni Kanalndaki Sv Ktlesinin Ykseklii (hdc):0.05356 cm.81 0.0864x 9X0,40320.1304100x0,045ghrwl2fu100f = = =Ada=(0,695045)x(0.038)=0,026412 m2hda= ini borusu ile raf arasndaki apronda basn kaybhdcPT + hw + how + + hdahdc5.134+5 + 2.5891+ 0,0356 +0,7046hdc 13.643 cm 0.7046cm20.051130.00316* 16.52daAsvQ* 16.5 hda = = ='+

'

'+

'

ve 19.77< 22.5cmolduundan seilen raf aral 0,45 m olarak seilmitir.19.77cm0.69013.643pQdch= =

22.52452RI= =2RIpQdch'+

'

Deliklerin dizilii:a) gen dizili iin;Deliklerin delinebilecei alan; Id, 1,5 m den kk apl kolonlar iin 0,075 m olarak alnabilir.Ap Aa- 2(0,075*Iw )Ap= 0,163 2*(0,075*0,403)Ap = 0,103 m2Ap Aa- 2(Id*Iw )Ap Aa- 2(Id*Iw )Komu deliklerin merkezleri aras uzaklk : 10,925Delikler aras net aralk = 10,925 4,75 = 6,175mm10,925mmhd * 2,3PI= =1215 1214,6(0,00475) *43,140,0639932hd4hA$ = ='+

'

'+

'

gen dizili ve kare dizili iin kullanlmas gereken deliklerin says ayn olmasna ramen ( IP/dh ) oran 2den kk olamaz ve genellikle 2,5-4 arasnda bir deer seilir. Bu durumda gen dizili iin bulmu olduumuz ( IP/dh ) oran bizim iin en uygun dizili tr olarak seilmitir.Kolon duvar kalnlCP) J * f * (2D * P+

P:1atm maksimum iletme basnc,Paf : Malzeme maksimum iletme gerilimij: Kaynak verimi ( maksimum 0,8)c : Korozyon pay , mm = 0,05t : Et kalnlt =0.085m 0,05111457,) 10^6 * 0,8 * (20,523 * 101325= +

KOLON KABUU SATIN ALMAKOLON KABUU SATIN ALMA MALYET MALYETKabuk malzemesi olarak yumuak elik tercih edilirse;Tablodan x aral (yani apmz) 0,5234 olduundan C=518,4n=1,44 olarak alnr.Ck =518,4*(0,5234)^1,44*1 =204$ Ck =518,4*(0,5234)^1,44*1 =204$RAF SATIN ALMA MALYETNNRAF SATIN ALMA MALYETNN HESAPLANMASIHESAPLANMASI CR =NR*CBr*FRM*FRT*FNR ( $) CBr=10*340*e^(0,571*3)*(1,40+0,288*0,189315)CBr =9835 $FRM = a+b*D = 1,0 NR= Raf saysCBr = Raf baz fiyatFRM= Raf malzeme faktrD =ap mPLATFORM VE MERDVENPLATFORM VE MERDVEN MALYET MALYETCDM=X*D^Y*ZT^Z CDM=X*D^Y*ZT^ZZ=0,8 Z=0,8Y=0,63 Y=0,63D=0,523 D=0,523ZT=21 ZT=21CDM=1018$ CDM=1018$TOPLAM KOLON SATIN ALMATOPLAM KOLON SATIN ALMA MALYET MALYETCT = CPM + CR + CKCT = 204,1288+ 9835,898+ 4077,207CT= 14117,23$ olarak hesaplanr.Farkl Rd deerleri verilerek bu hesaplamalar her biri iin yaptrlr ve kolon maliyetine kar Rd grafie dklerek maliyetin en dk deeribulunur