Российский химико–технологический университет им. Д. И. Менделеева
Кафедра процессов и аппаратов Пояснительная записка
к курсовому проекту по процессам и аппаратам на тему:
«Расчет ректификационной установки».
Выполнил: Прохоров С.А.
Факультета ФИХ
Группа Тм–44
Задание: № 15
Проверила: Дмитриев Е. А.
Москва 2014
1.Введение
Темой курсового проекта является разработка промышленной ректификационной установки для разделения смеси хлороформ – этанол.
Ректификационная установка включает в себя подогреватель исходной смеси, ректификационную колонну с кипятильником и дефлегматором, холодильники кубового остатка и дистиллята. Ректификационная колонна представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат тарельчатого типа.
Кипятильник и дефлегматор подбираются выносными, что позволяет использовать стандартную аппаратуру с любой поверхностью теплообмена, обладающую относительно небольшим гидравлическим сопротивлением и обеспечивает удобство монтажа и обслуживания (замену, чистку и т.п.).
Проектируемая ректификационная установка должна обеспечивать получение дистиллята и кубового остатка в заданном количестве и заданного состава:
F = 3,5 тн/час; хw = 0,05; xf = 0,30; xp = 0,96.
При выполнении работы было использовано программное обеспечение кафедры процессов и аппаратов химической технологии для следующих целей:
расчет оптимального флегмового числа (для сравнения с рассчитанным вручную графоаналитическим методом);
подбор холодильников и подогревателя.
Описание технологической схемы установки
1-емкость для исходной смеси;2,3-насосы;4-холодильник кубовой жидкости;
5-кипятильник;6-ректификационная колонна;7-дефлегматор;8-холодильник
дистиллята;9-емкость для сбора дистиллята;10-емкость для кубовой жидкости.
Описание процесса
Исходную из промежуточной емкости 1 центробежным насосом 2 подают в холодильник кубовой жидкости 4, где она подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную колонну 6 на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси хF .
Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильник 5.
Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка хw, т.е. обеднен легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой) состав хр, получаемой в дефлегматоре 7 путем конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения-дистиллята, который охлаждается в теплообменнике 8 и направляется в промежуточную емкость 9 .
Из кубовой части колонны насосом 3 непрерывно выводится кубовая жидкость-продукт, обогащенный труднолетучим компонентом, который охлаждается в теплообменнике 4 и направляется в емкость 10.
Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный равновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят (с высоким содержанием легколетучего компонента-хлороформа) и кубовый остаток (обогащенный труднолетучим компонентом – этанолом).