Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт Нефти и Газа.

Химии и технологии природных энергоносителей и углеродных материалов.

Курсовой проект

Расчет ректификационной установки.

Руководитель _______ _________________ Шайхутдинова М.Н

Студент НГ 10-11 081012523 __________ Чаплыгин Д.А

Красноярск 2013

Содержание

Введение 1. Технологические расчеты …..............................................................................7 1.1 Материальный баланс……………………………………………………...7 1.2 Определение оптимального флегмового числа……..................................7 1.3 Определение скорости пара и диаметра колонны………………………..9 1.4 Определение высоты колонны …………………………………………..13 2. Гидравлический расчет ………………………………………………………21 3. Тепловой расчет ………………………………………………………………23 3.1 Расчет тепловой изоляции………………………………………………..25 4. Расчет вспомогательного оборудования ……………………………………26 4.1 Расчет и подбор кипятильника …………………………………………..26 4.2 Расчет и подбор дефлегматора …………………………………………..29 4.3 Расчет и подбор холодильника для дистиллята ………………………..30 4.4 Расчет и подбор холодильника для кубового остатка …………………31 4.5 Расчет и подбор подогревателя исходной смеси ………………………32 5. Расчет штуцеров………………………………………………………………33 Заключение ………………………………………………………………………35 Список использованной литературы …………………………………………..36 Приложение 1…………………………………………………………………….37 Приложение 2…………………………………………………………………….38 Приложение 3…………………………………………………………………….39 Приложение 4…………………………………………………………………….40 Приложение 5…………………………………………………………………….41

Реферат

В курсовом проекте приведен расчет ректификационной колонны с клапанными тарелками непрерывного действия для разделения бинарной смеси бензол-толуол. Курсовой проект содержит 41 лист текста и графического материала, в котором представлены 3 таблицы, 4 литературных источника, 5 графиков и диаграмм.

Введение

Ректификация - массообменный процесс, который осуществляется в большинстве случаев в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (насадки, тарелки), аналогичными используемыми в процессе абсорбции. Поэтому методы подхода к расчету и проектированию ректификационных и абсорбционных установок имеют много общего.

Большое разнообразие тарельчатых контактных устройств затрудняет выбор оптимальной конструкции тарелки. При этом наряду с общими требованиями (высокая интенсивность единицы объема аппарата, его стоимость и др.) ряд требований может определяться спецификой производства: большим интервалом устойчивой работы при изменении нагрузок по фазам, способностью тарелок работать в среде загрязненных жидкостей, возможностью защиты от коррозии. Зачастую эти качества становятся превалирующими, определяющими пригодность той или иной конструкции для использования в каждом конкретном процессе.

Целью расчета массообменного аппарата является определение конструктивных размеров, т.е. высоты и диаметра колонны, гидромеханических и экономических показателей ее работы.

При расчете процессов ректификации составы жидкостей обычно задаются в массовых долях или процентах, а для практического расчета удобнее пользоваться составами жидкостей и пара, выраженными в мольных долях или процентах.

До настоящего времени не выработано обобщенных и достаточно объективных критериев выбора типа тарелки для ведения того или иного процесса. Существенную роль в этом играют сложившиеся в организациях – поставщиках традиции, опирающиеся на многолетний опыт надежной эксплуатации разрабатываемой ими массообменной аппаратуры. Для ориентировочного выбора типа тарелки можно привести следующие данные.

Тарелки с капсульными колпачками получили наиболее широкое распространение благодаря универсальности и высокой эксплуатационной надежности; они достаточно эффективны, но металлоемки и сложны в монтаже.

Тарелки, собираемые из S-образных элементов, устанавливаются преимущественно в колоннах больших диаметров. Их производительность на 20 – 30% выше, чем у капсульных.

Решетчатые тарелки провального типа имеют производительность, в 1,5 – 2 раза большую, чем колпачковые тарелки, низкую металлоемкость. Их эффективность достаточно высока, но в узком диапазоне рабочих скоростей. Эти тарелки рекомендуется применять при больших нагрузках колонны по жидкости.

Ситчатые тарелки имеют достаточно высокую эффективность, низкое сопротивление и малую металлоемкость. Они применяются преимущественно в колоннах для обработки чистых жидкостей при атмосферном давлении и вакууме.

Клапанные тарелки по сравнению с колпачковыми имеют более высокую эффективность и на 20 – 40% большую производительность; они применяются для обработки жидкости, не склонных к смолообразованию и полимеризации, во избежание прилипания клапана к тарелке.

Колонна с клапанными тарелками представляет собой вертикальный цилиндрический корпус с горизонтальными тарелками. Принцип действия клапанных тарелок состоит в том, что свободно лежащий над отверстием в тарелке круглый клапан с изменением расхода газа своим весом автоматически регулирует величину площади зазора между клапаном и плоскостью тарелки для прохода газа и тем самым поддерживает постоянной скорость газа при его истечении в барботажный слой. При этом с увеличением скорости газа в колонне гидравлическое сопротивление клапанной тарелки увеличивается незначительно. Пластинчатые клапаны работают так же, как и круглые. Они имеют форму неравнобокого уголка, одна из полок которого (более длинная) закрывает прямоугольное отверстие в тарелке. Для слива жидкости и регулирования ее уровня на тарелке служат переливные трубки, нижние концы которых погружены в стаканы на нижерасположенных тарелках. Образуются гидравлические затворы, исключающие возможность прохождения газа через сливное устройство.