Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 5

2. ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 6

3. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПЛАСТИНЧАТОГО ХОЛОДИЛЬНИКА 7

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКА 13

5. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ 14

5.1. Штуцера 14

5.2. Опоры аппарата 14

5.3. Подбор насоса для метанола. 14

6. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА 15

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 17

Введение

Процессы теплообмена происходят всюду, где приходится нагревать или охлаждать ту или иную среду с целью ее обработ­ки или для утилизации тепла. Для передачи тепла от среды с высокой температурой к среде с низкой используют теплообменные аппараты разнообразных конструкций.

По способу передачи тепла теплообменные аппараты (их часто называют теплообменниками) можно разделить па две ос­новные группы: поверхностные теплообменники и теплообменни­ки смешения.

В поверхностных теплообменных аппаратах передача тепла от одной среды к другой происходит обычно через металличес­кую стенку, которую условно принято называть поверхностью теплообмена.

В теплообменниках смешения передача тепла происходит в процессе непосредственного соединения и перемешивания сред, что, очевидно, допустимо лишь при определенных условиях, зна­чительно ограничивающих применение аппаратов такого типа.

В химической промышленности теплообменное оборудование составляет в среднем по весу и стоимости 15—18% от всего обо­рудования.

В нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах теплообменники являются также одним из основных видов обо­рудования, и их доля по весу в этих производствах достигает до 50% от всей применяемой аппаратуры.

В химической, пищевой, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности применяют теплообменные аппараты для рабочих сред с различным агрегатным состоянием и струк­турой (газ, пар, капельная однофазная жидкость, суспензия, эмульсия и т. д.), причем для удовлетворения запросов произ­водства производительность аппаратов или расход среды долж­ны изменяться в широких пределах.

В стоимости теплообменных аппаратов основную долю со­ставляет стоимость материалов, из которых изготовлен аппарат. Особенно значительно возрастает стоимость аппаратов при изготовлении поверхности теплообмена из титана, алюминия, не­ржавеющих сталей, цветных металлов и сплавов, неметалличе­ских материалов и других дорогостоящих материалов.

Повышение экономичности конструкции теплообменника воз­можно поэтому путем создания более компактных конструкций, снижения удельных весовых показателей и рационального ис­пользования различных марок материалов.

Кроме того, компактность конструкции приводит к экономии производственных площадей, занимаемых теплообменной аппа­ратурой, и повышает экономические показатели производства в целом.

В конечном итоге технико-экономическая эффективность той или иной конструкции теплообменного аппарата определяется стоимостью технологического процесса, осуществляемого в этих аппаратах при высоком качестве получаемого продукта. При широком распространении теплообменных аппаратов в промышленности даже небольшое усовершенствование их кон­струкции дает ощутимый экономический эффект.

В нашем случаи имеем пластинчатый холодильник.

1. Описание технологической схемы

Исходная смесь, состоящая из метилового спирта и воды, из промежуточной емкости (Е-1) центробежным насосом (Н-1) подается в подогреватель (Т-1), где подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную колонну (К-1) на тарелку питания.

Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике (Т-2). Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка, т. е. обеднен легколетучим компонентом (метиловый спирт). В результате массообмена с жидкостью пар обо­гащается легколетучим компонентом. Для более полного обо­гащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой), которая получается в дефлегматоре (Т-3) путем конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения — дистиллята в промежуточную емкость (Е-3). Из емкости Е-3 метанол отбирается, охлаждается водой в теплообменнике (Т-4), и направляется на сульфирование первичных спиртов.

Из кубовой части колонны насосом (Н-2) непрерывно выводится кубовая жидкость — продукт, обогащенный труднолетучим компонентом (водой), который охлаждается в холодильнике (Т-5) и напра­вляется в емкость (Е-2).

Так как водный раствор метилового спирта является коррозионно-активным веществом, то в качестве конструкционного материала для основных деталей выбираем нержавеющую сталь Х18Н10Т ГОСТ 5632–72, которая является стойкой в сильно агрессивных средах до температуры 600 С.