5. Трубопровод оборотной воды подающейся в технологическую схему

на холодильник кубового остатка

температура воды равна 23ºС

плотность воды равна 997,5 кг/м³

Vрасход воды

v=0.6 м/с

V= 3.673 кг/с

d=(4·V/(··v))^0.5=0,0884м

подбираем трубу с размерами 1086 мм

на холодильник дистиллята

температура воды равна 23ºС

плотность воды равна 997,5 кг/м³

Vрасход воды

v=0.6 м/с

V= 0,60195 кг/с

d=(4·V/(··v))^0.5=0,0358м

подбираем трубу с размерами 453,5 мм

На схеме подача воды на холодильник кубового остатка и дистиллята имеет общий трубопровод

V=3,673+0,60195=4,27495 кг/с

d=(4·V/(··v))^0.5=0,0954м

подбираем трубу с размерами 1086 мм

на дефлегматор

температура воды равна 23ºС

плотность воды равна 997,5 кг/м³

Vрасход воды

v=0.6 м/с

V= 14,95 кг/с

d=(4·V/(··v))^0.5=0,1784м

подбираем трубу с размерами 1946 мм угл

 V=3,685+14,95+0,60195=19,23695кг/с

подающий трубопровод

плотность воды равна 997,5 кг/м³

Vрасход воды

v=0.6 м/с

V= 19,23695 кг/с

d=(4·V/(··v))^0.5=0,203м

подбираем трубу с размерами 2196 мм угл

6. Трубопровод оборотной воды выводящейся из технологической схемы

из холодильника кубового остатка

температура а воды равна 30ºС

плотность воды равна 995,6/м³

Vрасход воды

v=0.6 м/с

V= 3.685 кг/с

d=(4·V/(··v))^0.5=0,0886м

подбираем трубу с размерами 1086 мм

на холодильник дистиллята

температура а воды равна 30ºС

плотность воды равна 995,6/м³

Vрасход воды

v=0.6 м/с

V= 0,60195 кг/с

d=(4·V/(··v))^0.5=0,036м

подбираем трубу с размерами 453,5 мм

из дефлегматора

температура а воды равна 30ºС

плотность воды равна 995,6/м³

Vрасход воды

v=0.6 м/с

V= 14,95 кг/с

d=(4·V/(··v))^0.5=0,1786м

подбираем трубу с размерами 1946 мм угл

Вся вода отводится в канализационные трубы температура воды равна 30ºС, а плотность воды равна 995,6/м³

Vрасход воды

v=0.6 м/с

V= 19,23695 кг/с

d=(4·V/(··v))^0.5=0,203м

подбираем трубу с размерами 2196 мм угл

Расчет и подбор насосов

Основными типами насосов, применяемых в химической технологии, являются центробежные, поршневые и осевые насосы.

Выбираем насосы по двум критериям:

• По производительности;

• По мощности при заданной подаче (расходе) жидкости перемещаемой насосом;

Полезная мощность, затрачиваемая на перекачивание жидкости, определяется по формуле:

N_п=gQH = g*H*M (24)

Где M – подача (массовый расход кг/с)

Q – подача (объемный расход м³/с);

Н – напор насоса (в метрах перекачиваемой жидкости).

Напор определяется по формуле:

Н = (р₁ – р₂)/(g) + Н_г + h_п (25)

Где р₁ – давление в аппарате, из которого перекачивается жидкость;

р₂ – давление в аппарате, в который подается жидкость;

Н_г – геометрическая высота подъёма жидкости;

h_п – суммарные потери напора во всасывающем и нагнетательной линии;

Для упрощения расчетов примем Н_г  h_п и, учтя, что давление во всех аппаратах из которых и в которые подается жидкость равно атмосферному – 760 мм рт. ст., будем проводить расчет по формуле:

Н = 2 • Н_г

Напор для насосов, выкачивающих жидкость из сборников дистиллята и кубового остатка, примем равными 25 м.

После определения полезной мощности необходимо определить номинальную мощность N = N_п / _н, а затем мощность двигателя N_дв = N_н / _дв. По производительности и напору производится подбор центробежных насосов, а по мощности двигателя к насосу подбирается двигатель. В следующую таблицу сведены результаты расчетов по приведенным выше формулам:

Таблица.

	жидкость	Нг, м	Н, м	, кг/м3	Q, м3/с	Nп, Вт	н	Nн, Вт	дв	Nдв, Вт
Насос1	исх. смесь	11	22	786,71	1	215,85	0,7	308,36	0,75	411,15
Насос2	куб. остаток		25	785,154	0,7	171,675	0,7	245,25	0,75	327
Насос3	флегма	21	42	749,13	0,582	239,8	0,7	342,57	0,75	456,76
Насос4	дистиллят гор.	3	6	749,13	0,3	17,66	0,7	25,23	0,75	33,64
Насос5	дистиллят хол.		25	790,446	0,3	73,575	0,7	105,11	0,75	140,15

В соответствии с каталогом центробежных насосов [1] все насосы, кроме Н₃ получаются одинаковыми – Х2/25 с двигателем АОЛ-12-2.

Н₃ — Х20/53 с двигателем ВАО-52-2.

Расчет и подбор емкостей

Емкости (сборники) для исходной смеси, дистиллята и кубового остатка должны иметь объем, обеспечивающий работу установки в течении 1 часа, поэтому их расчетный объем находится по формуле

 =1,2·V·; (26)

где V- расход среды, объём которой вытекает

из ёмкости [м³/с]

=1 ч=3600с

ёмкость исходной смеси:

F =1 кг/с

_F =786,71 кг/м³– плотность исходной смеси при температуре 20С

 =1,2·1·3600/786,71=5,49 м³;

Подходит вертикальный сборник V = 8 м³, Н = 1,885 м, D = 2 м.

ёмкость дистиллята:

Р =0.3 кг/с

_Р =778,78 кг/м³- плотность дистиллята при температуре 20С

 =1,2·0,3·3600/778,78=1,66м³;

Подходит горизонтальный сборник V = 2м³, L = 2,215 м, D = 1 м.

ёмкость для сборника кубового остатка:

W=0,7кг/с

_W =776,92 кг/м³ - плотность кубового остатка при температуре 20С

 =1,2·0,7·3600/776,92=3,89м³;

Подходит вертикальный сборник V = 4м³, Н = 0,975 м, D = 1,8 м.

Выбор точек контроля

Контроль давления

Манометр установлен в ректификационной колонне так, чтобы он измерял разность давлений вверху и внизу колонны, также манометры устанавливаются на линиях подачи греющего пара в кипятильник и подогреватель исх. смеси, на нагнетательных линиях всех насосов.

Контроль температуры

Термометры установлены вверху и внизу колонны, чтобы судить о составах смесей (дистиллята и кубового остатка), а также о нормальной работе установки.

Контроль уровня

Измерители уровня установлены в емкостях (сборниках) исходной смеси, дистиллята и кубового остатка, для того чтобы не допускать как экстремального переполнения, так и опорожнения их, а также внизу колонны.

Контроль расходов

Расходомеры (ротаметры) установлены на линиях подачи исходной смеси и флегмы, для того чтобы регулировать состояние потоков в колонне.

Контроль состава

Индикаторы состава смеси или пробоотборники ставятся на линиях дистиллята, кубового остатка и исходной смеси.

ЭСКИЗ КОЛОННЫ

Т, С		кг/м3		мПа*с		мДж/м2	*103	1/К	ср		Дж кг*К		Вт/м*К	r	кДж/кг
	ацетон	изопроп	ацетон	изопроп	ацетон	изопроп	ацетон	изопроп	ацетон	изопроп		ацетон	изопроп	ацетон	изопроп
10	801,9	793,2	0,361	3,26	24,96	24,64	1,288	1,006	2153	2386		0,166	0,141	542,9	771,2
20	790,5	785,1	0,325	2,39	23,69	23,79	1,352	1,028	2178	2509		0,162	0,139	536,6	761,3
30	778,8	776,9	0,296	1,77	22,43	22,94	1,419	1,05	2204	2646		0,158	0,137	528,4	749,5
40	767,4	768,5	0,271	1,33	21,18	22,09	1,488	1,072	2233	2790		0,154	0,135	518,9	736,0
50	756,4	760,2	0,249	1,03	19,93	21,25	1,56	1,096	2265	2935		0,151	0,134	508,3	721,0
60	744,6	751,9	0,228	0,8	18,69	20,42	1,634	1,12	2301	3077		0,147	0,132	497,0	704,6
70	732,6	743,5	0,211	0,65	17,45	19,59	1,713	1,144	2340	3212		0,143	0,130	485,3	687,0
80	720,5	735,1	0,197	0,527	16,23	18,78	1,795	1,17	2383	3338		0,139	0,129	473,3	668,1
90	706,5	726,5	0,184	0,739	15,01	17,99	1,88	1,196	2431	3454		0,136	0,127	461,1	648,0
100	693,2	717,8	0,171	0,376	13,79	17,21	1,97	1,222	2484	3562		0,132	0,126	448,6	626,7
110	679,4	709,0	0,160	0,325	12,59	16,46	2,065	1,25	2544	3664		0,128	0,125	435,8	604,2

ФИЗЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЦЕТОНА-ИЗОПРОПАНОЛА

ЛИТЕРАТУРА

1. «Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию» под ред. Ю. И. Дытнерского, М.: «Химия», 1991 г.

2. Коган В. Б., Фридман В. М., Кафаров В. В. «Равновесие между жидкостью и паром», тома 1-2, М.: «Наука», 1966 г.

3. Рид Р, Праусниц Дж, Шервуд Т. «Свойства газов и жидкостей», Л.: «Химия», 1982 г.

4. Дытнерский Ю. И. «Процессы и аппараты химической технологии», ч. 2 – Массообменные процессы и аппараты, М.: «Химия», 1992 г.

5. Лащинский А. А., Толчинский А. Р. «Основы конструирования и расчета химической аппаратуры», Л.: «Машиностроение», 1970 г.

6. «Свойства веществ. Справочное пособие», М.: РХТУ им Д. И. Менделеева, 1996 г.

31