Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева
Кафедра “Процессы и аппараты химической технологии”
|
Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту по процессам и аппаратам на тему:
«Расчёт ректификационной установки непрерывного действия для разделения бинарной смеси тетрахлоруглерод - толуол производительностью 11 т/ч»
Выполнил: студент гр. К-41 Стариков Д.
Проверил: преподаватель Ильина С.И.
Москва 2010
СОДЕРЖАНИЕ
Кафедра “Процессы и аппараты химической технологии” 1
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 1
Выполнил: студент гр. К-41 Стариков Д. 1
Москва 2010 1
СОДЕРЖАНИЕ 2
1. Введение
Одним из наиболее распространенных методов разделения жидких однородных смесей, состоящих из двух и более числа компонентов является ректификация.
Ректификация – тепломассообменный процесс разделения жидкой смеси на
компоненты путем противоточного многократного взаимодействия потоков пара и жидкости, имеющих различную температуру. Этот процесс в большинстве случаев осуществляется в противоточных колонных аппаратах с различными контактными элементами (насадка, тарелки).
В процессе ректификации происходит непрерывный обмен между жидкой и паровой фазой. Жидкая фаза обогащается более высококипящим компонентом, а паровая фаза – более низкокипящим. Такой двусторонний обмен компонентами, позволяет получить в конечном счете пары, представляющие собой почти чистый низкокипящий компонент. Эти пары после конденсации в отдельном аппарате дают дистиллят (ректификат) и флегму - жидкость, возвращаемую для орошения колонны и взаимодействия с поднимающимися парами. Пары получают путем частичного испарения снизу колонны остатка, являющегося почти чистым высококипящим компонентом. Таким образом, процесс тепломассообмена происходит по всей высоте колонны между стекающим вниз дистиллятом, образующимся наверху колонны (флегмой), и поднимающимся вверх паром.
Чтобы интенсифицировать процесс тепломассообмена применяют контактные элементы, увеличивающие поверхность взаимодействия фаз. В случае применения насадки, флегма стекает тонкой пленкой по ее развитой поверхности. В случае применения тарелок, пар в виде множества пузырьков, образующих развитую поверхность контакта, проходит через слой жидкости на тарелке.
В настоящее время процесс ректификации широко распространен в химической технологии и применяется для получения разнообразных продуктов в чистом виде. Однако проведение ректификации возможно в том случае, если отсутствует равновесие (и соответственно имеется разность температур фаз) при движении фаз с определённой относительной скоростью и осуществляется их многократное контактирование.
Процессы ректификации осуществляются периодически или непрерывно при различных давлениях, а также различными способами. Выбор того или иного способа проведения ректификации основано на технико-экономическом расчёте и анализе свойств разделяемой смеси. Так для разделения смесей высококипящих веществ используют ректификацию под вакуумом, а для разделения смесей веществ с близкими температурами кипения используют экстрактивную или азеотропную ректификацию.
Целью моего проектирования является расчёт тарельчатой ректификационной установки непрерывного действия для разделения бинарной смеси «тетрахлоуглерод - толуол ».
Смесь «тетрахлоуглерод - толуол» обладает разбросом в температурах кипения разделяемых компонентов, устойчивых при этих температурах, что позволяет для её разделения использовать процесс ректификации.
Размеры тарельчатой колонны (диаметр и высота) обусловлены нагрузками по пару и жидкости, типом контактного устройства (тарелки), физическими свойствами взаимодействующих фаз.
Ректификацию жидкостей, не содержащих взвешенные частицы и не инкрустирующих при атмосферном давлении в аппаратах большой производительности часто осуществляют на ситчатых переточных тарелках. Поэтому выполним расчет ректификационной колонны с ситчатыми тарелками.