Раздел 5
ПРОЧНОСНОЙ РАСЧЕТ
1. Аппарат предназначен для получения анилина методом каталитического восстановления нитробензола водородом.
Аппарат представляет собой вертикальный сварной цилиндрический сосуд, из трубчатки, приварной нижней камеры и съемной верхней камеры внутри трубчатки расположено перемешивающее устройство, снабженное осевым насосом. На верхней камере расположена площадка для возможности обслуживания перемешивающего устройства.
2. Рабочее давление:
- в трубном пространстве ………………… 0,6 кгс/ см 2 = 0,06МПа.
- в межтрубном пространстве ……………. 0,6 кгс/ см 2 = 0,06МПа.
3. Рабочая температура:
- в трубном пространстве на входе………. 180 0 С.
- в трубном пространстве на выходе ……. 380 0 С.
- в межтрубном пространстве……………. 380 0 С.
4. Давление срабатывания предохранительных мембран, установленных на верхних и нижних камерах……….. 1,55 кгс/см 2 = 0,155МПа.
5. Среда:
- в трубном пространстве: на входе нитробензол – водородная смесь. Состав в % объемных (76% Н 2; 7% СО 2; 3,6 % С О; 3 % N 2; 5 % нитробензол; 3,5 % метан; 1,8 % вода, остальное примеси).
На выходе анилина – водородная смесь состав в % объемных (72 % Н 2; 7,5 % CO 2; 4 % CO; 3,5 % N 2; 4,8 % анилин; 3,8 % метан; 4,2 % вода, остальное примеси). Среда токсичная и взрывоопасная.
В межтрубном пространстве: расплав солей (45 % Na NO 2 + 55 % KNO 3).
6. Аппарат устанавливается на открытой площадке. Минимальная температура холодной пятидневки – 24 0 С.
7. Корпус аппарата с нижней и верхней камерой не габаритные четвертой степени негабаритности.
8. Аппарат подведомственен Госгортехнадзору по трубному пространству.
9. Уровень стандартизационной оценки к ~ 0,2.
10. Срок службы контактного аппарата ~ 10 лет.
11. Ожидаемые технико-экономические показатели: Применение укрупненных видов оборудования в производстве контактного анилина позволяет снизить удельные капзатраты в 1,4 раза.
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ.
1. Определение расчетного давления.
1.1. Трубное пространство:
[1,
стр.2],
где Р max – давление срабатывания предохранительной мембраны.
а) Р max = 1,55 кгс/см 2 = 0,155МПа [см. исходные данные],
б)
[2, стр. 30],
кгс/
см 2
= 0,075МПа
где Р р = 0,6 кгс/ см 2 – рабочее давление, следовательно
Р max = 1,55 кгс/ см 2 = 0,155МПа.
Расчетное давление:
кгс/
см 2 =
0,14МПа
1.2. Межтрубное пространство
Р = Р р + Р г; [1, стр.2],
где: Р р = 0,6 кгс/ см 2 – рабочее давление
Р
г =
-
гидростатическое давление,
где
= 0,0019 кгс/ см 2
- удельный вес теплоносителя,
Н = 350 см – высота столба теплоносителя
Р
г =
кгс/ см 2 =
0,067МПа.
Расчетное давление:
Р = 0,6 + 0,67 = 1,27; принимаем Р = 1,3 кгс/ см 2 = 0,13МПа.
2. Определение расчетной температуры.