Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
пахт курсач 2023 рыба.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.02.2026
Размер:
1.14 Mб
Скачать

Всем, кто считает сам, посвящается…

Оглавление

1. Введение 1

2. Задание по курсовому проекту 2

3. Расчёт ректификационной колонны 2

3.1 Материальный баланс процесса массообмена 2

3.2 Расчёт оптимального флегмового числа 5

3.3 Потоки, свойства жидкости и пара в колонне 8

3.4 Расчёт диаметра колонны 10

3.5 Расчёт высоты колонны 11

3.5.1 Высота светлого слоя жидкости 11

3.5.2 Коэффициенты массоотдачи 12

3.5.3 Эффективность массопередачи на тарелке 13

3.6 Гидравлическое сопротивление колонны 19

4. РАСЧЁТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 20

4.1. Расчёт теплообменников 20

4.1.1. Расчёт подогревателя исходной смеси 20

4.1.2. Расчёт дефлегматора 23

4.1.3. Расчёт кипятильника 27

4.1.4. Расчет холодильника кубового остатка 31

4.1.5. Расчёт холодильника дистиллята 34

4.2. Расчёт диаметров трубопроводов 38

4.3 Расчёт насоса для подачи исходной смеси 43

4.4. Подбор ёмкостей для сбора продуктов и хранения сырья 49

4.5. Расчёт толщины теплоизоляции для основных аппаратов 50

6. Список литературы 52

1. Введение

Ректификация – тепломассообменный процесс разделения жидкой смеси на компоненты путем противоточного многократного взаимодействия потоков пара и жидкости, имеющих различную температуру. Этот процесс в большинстве случаев осуществляется в противоточных колонных аппаратах с различными контактными элементами (насадка, тарелки).

В процессе ректификации происходит непрерывный обмен между жидкой и паровой фазой. Жидкая фаза обогащается более высококипящим компонентом, а паровая фаза – более низкокипящим. Такой двусторонний обмен компонентами, по­зволяет получить, в конечном счете, пары, представляющие собой почти чистый низкокипящий компонент. Эти пары после конденсации в отдельном аппарате дают дистиллят (ректификат) и флегму - жидкость, возвращаемую для орошения колонны и взаимодействия с поднимающимися парами. Пары по­лучают путем частичного испарения снизу колонны остатка, являющегося почти чистым высококипящим компонентом. Таким образом, процесс тепломассообмена происходит по всей высоте колонны между стекающим вниз дистиллятом, образующимся наверху колонны (флегмой), и поднимающимся вверх паром.

Чтобы интенсифицировать процесс тепломассообмена применяют контактные элементы, увеличивающие поверхность взаимодействия фаз. В случае применения насадки, флегма стекает тонкой пленкой по ее развитой поверхности. В случае применения тарелок, пар в виде множества пузырьков, образующих развитую поверхность контакта, проходит через слой жидкости на тарелке.

В настоящее время процесс ректификации широко распространен в химической технологии и применяется для получения разнообразных продуктов в чистом виде. Однако проведение ректификации возможно в том случае, если отсутствует равновесие (и соответственно имеется разность температур фаз) при движении фаз с определённой относительной скоростью и осуществляется их многократное контактирование.

Процессы ректификации осуществляются периодически или непрерывно при различных давлениях, а также различными способами. Выбор того или иного способа проведения ректификации основано на технико-экономическом расчёте и анализе свойств разделяемой смеси. Так для разделения смесей высококипящих веществ используют ректификацию под вакуумом, а для разделения смесей веществ с близкими температурами кипения используют экстрактивную или азеотропную ректификацию.

Целью моего проектирования является расчёт тарелчатой ректификационной установки непрерывного действия для разделения бинарной смеси «этанол - вода».

Смесь «этанол - вода» обладает разбросом в температурах кипения разделяемых компонентов, устойчивых при этих температурах, что позволяет для её разделения использовать процесс ректификации.

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 и т. п. Зачастую эти качества становятся превалирующими, определяющими пригодность той или иной конструкции для исполь­зования в каждом конкретном процессе.

Размеры тарельчатой колонны (диаметр и высота) обусловлены нагрузками по пару и жидкости, типом контактного устройства (тарелки), физическими свойствами взаимодействующих фаз.

Ректификацию жидкостей, не содержащих взвешенные частицы и не инкрустирую­щих, при атмосферном давлении в аппаратах большой производительности часто осуществляют на ситчатых переточных тарелках. Поэтому выполним расчет ректификационной колонны с ситчатыми тарелками.