Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Ангарская государственная техническая академия»
Кафедра химической технологии топлива
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К курсовому проекту по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии» на тему:
«Ректификационная установка непрерывного действия для разделения смеси бензол – толуол с производительностью 9200 кг/ч»
Выполнил: студент гр. ХТПЭ-08-1,
Литвинцев Юрий Игоревич
Проверил: доцент каф. ХТТ, к.т.н.,
Семёнов Иван Александрович
Дата защиты:
Проект защищен с оценкой:
Ангарск 2011
Содержание
Введение
Технологическая схема установки и её описание 3
Технологический расчет ректификационной колонны непрерывного действия 4
1. Построение ступеней процесса ректификации 6
2. Физико-химические свойства паровой и жидкой фаз для верха и низа колонны 10
3. Гидравлический расчет колонны 15
4. Локальная эффективность контакта 23
5. Эффективность тарелок по Мерфри 27
6 Тепловой расчет установки 30
7. Расчет штуцеров 32
Заключение 33
Список литературы 34
Приложение 1 Диаграмма равновесия между жидкостью и паром при постоянном давлении, при Rмин
Приложение 2 – 6 Диаграммы равновесия между жидкостью и паром при постоянном давлении, для определения оптимального флегмового числа
Приложение 7 Диаграмма t – x,y
Введение
Ректификация - один из самых распространенных технологических процессов в химической, нефтяной и других отраслях промышленности. Ректификация - процесс разделения бинарных или многокомпонентных паров, а также жидких смесей на чистые компоненты или их смеси.
Для разделения смесей используют ректификационные установки, представляющие собой ряд ступеней контакта, соединенный в противоточный разделительный каскад. Наиболее простое конструкционное оформление противоточного каскада достигается при движении жидкости.
В нефтяной, химической, нефтехимической и газовой промышленности распространены тарельчатые колонны.
Современные ректификационные аппараты должны обладать высокими разделительными способностями и производительностью, характеризоваться достаточной надежностью и гибкостью в работе, обеспечивать низкие эксплуатационные расходы, иметь небольшую массу и, наконец, быть конструкционно-простыми и несложными в изготовлении. Последние требования не менее важны, чем первые, поскольку они не только определяют капитальные затраты, но и в значительной мере влияют на себестоимость продукции, монтаж, ремонт, контроль, испытание и безопасную эксплуатацию оборудования.
Особое значение имеет надежность работы ректификационных аппаратов, установок, производящих сырье для нефтехимической промышленности. Ректификационные колонны должны отвечать требованиям государственных стандартов.
В качестве контактных устройств применяют различные типы тарелок. В данной установке используется ситчатая тарелка.
Расчет аппаратов выполняется с целью определения технологического режима процесса, основных размеров аппарата и его внутренних устройств, обеспечивающих заданную четкость разделения исходного сырья при заданной производительности. Технологический режим определяется рабочим давлением в аппарате, температурами всех внешних потоков, удельного расхода тепла и холода. Основными размерами аппарата являются его диаметр и высота.
Процесс ректификации известен с начала девятнадцатого века, как один из важнейших технологических процессов главным образом спиртовой и нефтяной промышленности. В настоящее время ректификацию всё шире применяют в самых различных областях химической технологии, где выделение компонентов в чистом виде имеет весьма важное значение: так, одним из способов получения бензола является ректификация. Бензол (C6H6) — ароматический углеводород – входит в состав бензина, широко применяется в промышленности, является исходным сырьём для производства лекарств, различных пластмасс, синтетической резины, красителей. В физическом весе пластмасс около 30%, в каучуках и резинах – 66%, в синтетических волокнах – до 80% приходится на ароматические углеводороды, родоначальником которых является бензол. Бензол входит в состав сырой нефти, но в промышленных масштабах по большей части синтезируется из других её компонентов. Ректификационные колонны обеспечивают получение бензола и толуола чистотой 99,9%, содержание толуола в смеси ксилолов не превышает 1,5%.
Целью данной работы является определение основных характеристик процесса и размеров тарельчатой ректификационной колонны непрерывного действия для разделения бинарной смеси бензол-толуол.