1.Задание по курсовому проектированию

Рассчитать и спроектировать ректификационную установку непрерывно-го действия для разделения бинарной смеси “ацетон-метанол” по следу-ющим данным :

1.Производительность по исходной смеси : 7 тонн/час.

2.Содержание легколетучего компонента в:

а) исходной смеси :20% масс.

б) верхнем продукте (ректификате): 78% масс.

в) нижнем продукте (кубовом остатке):0.5% масс.

3.Тип колонны: тарельчатая.

4.Тип контактных элементов:

5.Обогрев кипятильника:насыщенный водяной пар

6.Конденсация паров в дефлегматоре: полная.

7.Охлаждающая среда в дефлегматоре: вода.

8.Давление в колонне:

2 .Введение

Одним из наиболее распространенных методов разделения жидких однородных смесей, состоящих из двух, и более числа компонентов является ректификация.

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 «метанол – ацетон ».

Смесь «метанол – ацетон» 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 частоосуществляют на ситчатых переточных тарелках. Поэтому выполним расчет ректификационной колонны с ситчатыми тарелками.

1-емкость для исходной смеси;2,3-насосы;4-холодильник кубовой жидкости; 5-кипятильник;6-ректификационная колонна;7-дефлегматор;8-холодильникдистиллята;9-емкость для сбора дистиллята;10-емкость для кубовой жидкости.