1.3 Назначение и сущность процесса теплообмена.

Теплообменом называется процесс переноса теплоты, происходящий между телами, имеющими различную температуру. При этом теплота переходит самопроизвольно от более нагретого к менее нагретому телу. В результате передачи теплоты происходят: нагревание, охлаждение, парообразование, конденсация, плавление, кристаллизация. Теплообмен имеет важное значение для проведения процессов выпаривания, сушки, перегонки и др.

Теплообменные аппараты на заводах нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности используют для регенерации тепла горячих потоков и нагрева холодных, конденсации, охлаж­дения, испарения, кристаллизации, плавления.

Использование тепла горячих продуктов целесообразно с точки зрения эко­номии топлива на нагрев сырья и экономии воды на охлаждение этих продуктов до температур, безопасных при их транспортиро­вании и хранении. Целесообразность регенерации тепла потока зависит от конкретных условий.

1.4. Описание технологической схемы процесса ректификации

Исходная смесь из сырьевой емкости Е-1 насосом Н-1 прокачивается через теплообменник Т-1, где нагревается до температуры питания. В межтрубное пространство подается насыщенный водяной пар.

Нагретое сырье поступает в ректификационную колонну К-1. В колонне происходит разделение исходной смеси на две фракции.

С верха колонны выходят пары, содержащие гексан. Пары поступают в холодильник конденсатор ХК-1, где конденсируются и охлаждаются оборотной водой. Сконденсированные пары самотеком поступают в емкость Е-2, откуда насосом Н-3 частично подаются на орошение колонны К-1 для создания нисходящего жидкостного потока в верхней части колонны, а балансовое количество отводится с установки.

С низа колонны отводится кубовая жидкость, которая частично проходит через пароподогреватель Т-2, обогреваемый водяным паром и подается под нижнюю тарелку колонны для создания восходящего парового потока в нижней части колонны и поддержания температуры куба. Другая часть кубовой жидкости насосом Н-2 отводится с установки.

1.5. Обоснование выбора применяемого оборудования

ТЕПЛООБМЕННИКИ ЖЁСТКОЙ КОНСТРУКЦИИ

Конструктивная особенность этих теплообменников заключается в том, что пучок труб, собранный в 2х трубных решётках, вместе с ними жёстко закреплены в корпусе теплообменника.

Выбрали его так как разность температур стенок труб и корпуса не велика и деформации труб не будет. Этот теплообменник прост в конструкции и имеет малый вес на 1 единицу площади теплообменника.

Ёмкости Е-1, Е-2 служат для хранения поступающей на ректификацию смеси.

Насосы Н-1, Н-2, Н-3 предназначены для применения в технологической установке для перекачивания исходной смеси и продуктов процесса ректификации.

Теплообменник Т-1 служит для нагревания смеси, поступающей в ректификационную колонну на разделение.

Подогреватель Т-2 предназначен для нагревания части потока, выходящего с куба колонны для поддержания температуры исчерпывающей части.

Холодильник – конденсатор ХК-1 предназначен для охлаждения и конденсации паров, выходящих с верха колонны.

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС

Уравнение материального баланса ректификационной колонны непрерывного действия:

G_F = G_D + G_W; (5)

G_Fx_F = G_Dx_D + G_Wx_W, (6)

где G_F - массовые или мольные расходы питания;

G_D - массовые или мольные расходы дистиллята;

G_W – массовые или мольные расходы кубового остатка;

x_F – содержание компонента в питании, мол. доля (масс. доля);

x_D – содержание компонента в дистилляте, мол. доля (масс. доля);

x_W – содержание компонента в кубовом остатке, мол. доля (масс. доля);

На основе исходных данных рассчитываем материальный баланс ректификационной колонны по методу Михайловского.

Результаты расчёта материального баланса ректификационной колонны представлены в таблице 2:

Компоненты	μ	F				D				W
		кг/ч	% масс	Кмоль/кг	% моль	кг/ч	% масс	Кмоль/кг	% моль	кг/ч	% масс	Кмоль/кг	%моль
Гексан	86,18	4788,00	25,2	55,56	28,15	4354,8	95,5	50,53	96,11	433,2	3,0	3,0	3,47
Гептан	100,21	14212,00	74,8	141,82	71,85	205,2	4,50	2,05	3,89	14006,8	97,0	139,77	96,53
Итого		19000,00	100	197,38	100	6317,89	100	52,58	100,00	14440	100,0	144,8	100,00