Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет
Факультет экономики и управления в химической промышленности и природопользовании
Кафедра экономики и менеджмента в химической промышленности
КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Процессы и аппараты,
их конструирование
для химических производств
Методические указания к курсовой работе
на тему “Расчет тарельчатой ректификационной
колонны непрерывного действия”
для студентов всех форм обучения
Специальность 060800(5) Экономика и управление
на предприятии химической промышленности
Санкт-Петербург
2004
Допущено
редакционно-издательским советом СПбГИЭУ
в качестве методических указаний
Составитель
Карпов К.А. канд. хим. наук, доц.
Рецензент
Никитин Е.Е. канд. техн. наук, доц.
Подготовлено на кафедре
Экономики и менеджмента в химической промышленности
Одобрено научно-методическим советом специальности 060800(5)
Отпечатано в авторской редакции с оригинал-макета,
представленного составителем
СПбГИЭУ, 2004
Содержание
Введение 4
Общие указания 5
Задание на курсовую работу 6
Последовательность выполнения расчета тарельчатой ректификационной колонны непрерывного действия 9
1 Составление материального баланса колонны 12
1.1 Определение массовых расходов дистиллята и кубового остатка 12
1.2 Определение флегмового числа 13
2 Расчет диаметра ректификационной колонны 15
2.1 Определение среднего состава жидкости и пара 15
2.2 Определение средних молярных масс и плотностей пара 15
2.3 Определение скорости пара и диаметра колонны 16
3 Гидравлический расчет тарелок 18
3.1 Определение гидравлического сопротивления тарелки в верхней части колонны 18
3.2 Определение гидравлического сопротивления тарелки в нижней части колонны 20
4 Определение числа тарелок и высоты колонны 21
5 Тепловой расчет установки 24
5.1 Определение теплового потока в дефлегматоре-конденсаторе 24
5.2 Определение теплового потока в кубе-испарителе 25
5.3 Определение теплового потока в паровом подогревателе исходной смеси 26
5.4 Определение теплового потока в водяном холодильнике дистиллята 27
5.5 Определение теплового потока в водяном холодильнике кубового остатка 27
5.6 Определение расхода греющего пара 27
5.7 Определение расхода охлаждающей воды 28
Библиографический список 28
Приложение А 30
Приложение Б 31
Введение
Важнейшие методы разделения многокомпонентных жидких систем, находящие широкое применение в процессах химической технологии – в частности, в процессах нефтепереработки и нефтехимических процессах, – основаны на различии равновесных составов жидкости и пара. Среди этих методов важное место занимает ректификация – разделение жидких смесей на практически чистые компоненты или фракции, отличающиеся температурами кипения – процесс, основанный на различном распределении компонентов смеси между жидкой и паровой фазами.
Для ректификации обычно используют колонные аппараты, где в результате непрерывного контакта между потоками жидкости и пара, которые перемещаются в противоположных направлениях (противотоком), происходят процессы теплообмена и массообмена, и паро-жидкостная система стремится к достижению состояния равновесия на каждой стадии контакта. При этом восходящие потоки пара непрерывно обогащаются более летучим (низкокипящим) компонентом (компонентами), а стекающая жидкость – менее летучим.
При выполнении расчета ректификационной установки возникает ряд вопросов в отношении методики расчетов, последовательности, объема, содержания и т.д.
Целью настоящих методических указаний является рассмотрение общих принципов расчета тарельчатой ректификационной колонны непрерывного действия, в которой осуществляется разделение бинарной (двухкомпонентной) смеси жидкостей. За основу принят расчет ректификационной колонны, снабженной ситчатыми тарелками, предназначенными для развития межфазной поверхности и улучшению контакта между жидкостью и паром.
Настоящие методические указания наряду с другими литературными источниками могут служить пособием при выполнении студентами курсовой работы по дисциплине “Процессы и аппараты, их конструирование для химических производств” [специальность 060800(5) – Экономика и управление на предприятии химической промышленности] на тему “Расчет тарельчатой ректификационной колонны непрерывного действия”.