- •«Мирэа – Российский технологический университет» рту мирэа
- •Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по расчету ректификационной колонны
- •Оглавление Введение
- •Выбор конструкционного материала
- •Исходные данные
- •Основные таблицы
- •Пересчет концентраций в мольные доли
- •Постоянные свойства компонентов ацетон-вода при рабочих температурах [8-11]
- •Константы свойств рабочих смесей при атмосферном давлении [8-11]
- •Определение скорости пара и диаметра колонны
- •2.1 Диаметр колонны по условиям верха.
- •3.2 Определение рабочей высоты колонны
- •3.3 Определение высоты колонны
- •Гидравлический расчет тарелок
- •6.1.2 Расчет конденсатора-дефлегматора.
- •6.1.3 Расчет испарителя (кипятильника).
- •6.1.4 Расчет холодильника кубового остатка.
- •6.1.5 Расчет холодильника дистиллята.
- •6.2 Расчет центробежного насоса.
- •6.2.1 Расчет потерь на трение и местные сопротивления.
- •6.2.2 Выбор насоса
- •6.2.3 Предельная высота всасывания
- •7.2.2 Конденсатоотводчик для подогревателя исходной смеси.
- •9.2 Расчет и подбор днища (крышки)
- •10. Расчет опоры аппарата
- •10.1 Вводные параметры
- •10.2 Определение нагрузки
- •10.3 Расчет опоры аппарата
- •Список литературы
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Мирэа – Российский технологический университет» рту мирэа
|
Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова |
|
(наименование Института)
|
Кафедра процессов и аппаратов химических технологий им. Н.И. Гельперина |
|
(наименование кафедры)
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по расчету ректификационной колонны
Москва, 2019
Оглавление Введение
Ректификация — это массообменный процесс разделения двойных или многокомпонентных жидких смесей путем противоточного взаимодействия между паром и жидкостью.
Ректификация широко применяется в различных отраслях промышленности для очистки или разделения веществ. Например, в химии ректификацию используют для получения этилового спирта, разделения смесей бензол – толуол. Также различные фракции углеводородов из нефти получают путем процесса ректификации. В домашних условиях ректификацию применяют для получения самогона.
Для процесса ректификации обычно используют колонные аппараты, называемые ректификационными колоннами. В них осуществляется многократный контакт между потоками паровой и жидкой фаз. Движущая сила ректификации – разность между фактическими (рабочими) и равновесными концентрациями компонентов в паровой фазе, отвечающими данному составу жидкой фазы.
Ректификационная колонна является одним из центральных аппаратов технологической установки по переработке нефти или нефтепродуктов, получения этилового спирта. Применение данного аппарата вызвано необходимостью реализации простого способа разделения вещества на целевой продукт и фракции (побочные продукты) в зависимости от их температур кипения.
Расчет ректификационных аппаратов необходим для более точного подбора режимов работы производства в зависимости от заданных условий. Основными размерами аппарата являются его диаметр и высота. Однако определение температурного режима не менее важная задача, которая стоит перед проектировщиками.
Выбор конструкционного материала
Материал для изготовления колонн и теплообменной аппаратуры выбирается в соответствии с условиями их эксплуатации (прочность, механическая обработка, свариваемость). Главным же требованием является их коррозийная стойкость. Последняя оценивается в зависимости от скорости коррозии.
Предпочтительны материалы, скорость коррозии которых не превышает 0,1-0,5 мм/год, а по возможности — более стойкие (скорость коррозии 0,01-0,05 мм/год).
Учитывая низкую коррозионность среды, широкий интервал температур по высоте колонны, характерный для процесса ректификации, а также большие габаритные размеры, выбираем для изготовления обечайки, днищ, крышки люка-лаза низкоуглеродистую сталь 09Х15Н8Ю
Сталь обрабатывается резанием и обладает удовлетворительной свариваемостью.
Сталь 09Х15Н8Ю
l=18,0 r= 7750
Исходные данные
Тип ректификационной колонны – колпачковая;
Разделяемая смесь - ацетон-вода;
Производительность по исходной смеси - 7000 кг/ч;
Концентрации по НКК:
-
В исходной смеси - 40%;
-
В дистилляте - 98%;
-
В кубовом продукте - 4%;
-
Температура смеси на входе в колонну – tкип
-
Давление в колонне атмосферное
-
Коэффициент избытка флегмы σ=3,2
-
Давление греющего пара, обогревающего куб колонны, Pгр=6 атм
Определить:
-
число действительных и теоретических тарелок;
-
диаметр колонны;
-
расходы тепла и греющего пара в кубе, охлаждающей воды в конденсаторе;
-
определить поверхность теплообмена конденсатора.
Подбор данных по равновесию и построение диаграмм фазового равновесия Y=f(X) и t=f(X,Y) бинарной смеси «ацетон-вода» при p = 760 мм. рт. ст. (1,013*105 Па).
Таблица №1
t |
х |
у |
56,9 |
1 |
1 |
57,5 |
0,9 |
0,943 |
58,2 |
0,8 |
0,904 |
59 |
0,7 |
0,882 |
59,8 |
0,6 |
0,869 |
60,7 |
0,5 |
0,855 |
61,6 |
0,4 |
0,842 |
62,6 |
0,3 |
0,827 |
64,5 |
0,2 |
0,803 |
69,6 |
0,1 |
0,72 |
77,9 |
0,05 |
0,603 |
100 |
0 |
0 |
Диаграмма y(x)
График №1
Диаграмма t(x, y)
График№2