9. Расчет толщины тепловой изоляции ректификационной колонны

Толщину тепловой изоляции _и находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду:

где - коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду, Вт /(м² К);

- температура стенки со стороны окружающей среды; для аппарата, работающего в закрытом помещении, = 40 °С;

=120 °С - температура стенки со стороны аппарата. Ввиду незначительного термического сопротивления стенки аппарата по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции, принимают равной температуре греющего пара.

=20 °С - температура окружающей среды.

- коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт /(м К).

Рассчитаем толщину тепловой изоляции:

В качестве материала для тепловой изоляции выберем совелит (85% магнезия,

15% асбеста), имеющий коэффициент теплопроводности .

Тогда:

Принимаем толщину тепловой изоляции 0,031 м.

10. Расчёт аппарата на прочность.

1. Расчёт толщины обечайки.

Исполнительную толщину тонкостенной гладкой цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним избыточным давлением, рассчитывают по формуле:

D - внутренний диаметр обечайки, 1,4 м

[]- напряжение на растяжение для материала обечайки.

По табл.1 [3] для стали Х18Н10Т []=139 мПа (ГОСТ 5632-72)

 - коэффициент, учитывающий ослабление обечайки из-за сварного шва,

 = 0.95.

По ГОСТ 14249-80 при D = 1.4 м =10 мм.

2. Расчёт толщины стенки крышки и днища.

 = 0,9.

R = D = 1,4 м

По табл.35 [3] для D = 1,4 м выбираем толщину стенки днища 10 мм.

Размеры эллиптических отбортованных днищ с внутренними базовыми диаметрами, ГОСТ 6533-78

D, мм	Sд, мм	Hд, мм	hц, мм	Fц, мм
1400	10	350	40	2,3

Толщину стенки крышки примем также 10 мм.

11. Выбор точек контроля за проведением процесса

Контроль давления

Манометр установлен в ректификационной колонне так, чтобы он измерял разность давлений вверху и внизу колонны, также манометры устанавливаются на линиях подачи греющего пара в кипятильник и подогреватель исходной смеси, на нагнетательных линиях всех насосов.

Контроль температуры

Термометры установлены вверху и внизу колонны, чтобы судить о составах смесей (дистиллята и кубового остатка), а также о нормальной работе установки.

Контроль уровня

Измерители уровня установлены в емкостях (сборниках) исходной смеси, дистиллята и кубового остатка, а также внизу колонны для того, чтобы не допускать как экстремального переполнения, так и опорожнения их.

Контроль расходов

Расходомеры установлены на линиях подачи исходной смеси и флегмы для того, чтобы регулировать состояние потоков в колонне.

Контроль состава

Индикаторы состава смеси или пробоотборники установлены на линиях дистиллята, кубового остатка и исходной смеси.

12. Заключение

В данной работе проведен расчет ректификационной установки для разделения бинарной смеси тетрахлоруглерод - толуол производительностью по исходной смеси 11000 кг/ч. Разделение ведется в колонне с ситчатыми тарелками, диаметром 1400 мм и общей высотой 19,5 м. Тепловые потери в окружающую среду при использовании в качестве изоляционного материала совелита незначительны. Обеспечена работа установкив течении 1 часа. Проведен вспомогательный механический расчет колонны, выбор теплообменников, насосов, емкостей, трубопроводов и штуцеров. Колонна и все вспомогательное оборудование изготовлено из стали Х18Н10Т.

К работе прилагается технологическая схема установки и чертеж общего вида колонны.