Все ок!
Информация о работе
Подробнее о работе
Курсовой проект по дисциплине "Процессы и аппараты химической технологии"
- 40 страниц
- 2014 год
- 2220 просмотров
- 3 покупки
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Введение
Разделение является распространеным процессом химических технологий, особенно применительно к разделению смесей на отдельные компоненты различной степени чистоты, которые в дальнейшем могут быть использованы как сырье. Каждому классу разделяемых смесей соответствуют характерные условия равновесия кипящей жидкой фазы и образующихся из нее паров, отображаемые диаграммами фазового равновесия жидкость – пар.
Для процесса разделения не существует ограничения по свойствам исходных смесей, по степени взаимной растворимости и не растворимости. Процесс разделения смесей на отдельные компоненты используя такие процессы как испарение и конденсация которые многократно чередуются до достижения требуемой степени извлечения необходимых компонентов. При этом теплота конденсации паров используются для нагревания при осуществлении испарения, конденсат в качестве жидкости. Этот сложный процесс, называемый ректификацией, осуществляется в аппаратах (колоннах), аналогичных абсорбционным, при противотоке жидкости и пара. Восходящий поток пара при каждом контакте со стекающей жидкой смесью обогащается низкокипящими компонентами за счет частичной конденсации высококипящих и частичного испарения низкокипящих. При достаточном числе таких контактов пар будет уходить из верхнего сечения колонны с преимущественным содержанием низкокипящих, а жидкость уйдет из нижнего сечения колонны с преимущественным содержанием высококипящих компонентов.
Таким образом, ректификация – это процесс разделения жидких сме-сей, который сводиться к одновременно протекающим и многократно повторяемым процессам частичного испарения и конденсации разделяемой смеси на поверхности контакта фаз. Ректификацию чаще всего проводят в колонных аппаратах. Ректификацию широко применяют в промышленности, например для получения ректификованного этилового спирта, с отделениемсивушных масел и альдегидных фракций, для выделе-ния бензинов, керосинов и других фракций из нефти, а также получения компонентов воздуха (кислорода, азота, инертных газов).
Расчет ректификационной колонны сводиться к определению её основных геометрических размеров диаметр и высота. Оба параметра в значительной мере определяются нагрузками по пару и жидкости, типом тарелки, свойствами взаимодействующих фаз.
Разделяемая смесь (бензол - толуол) близка по свойствам к идеальной смеси, без образования азеотропных смесей и других осложнений. Поэтому ректификацию будем проводить при атмосферном давлении на ситчатых тарелках. На питание колонны будем подавать исходную смесь, подогретую до температуры кипения; флегму будем подавать в виде жидкости при температуре кипения; кубовый остаток будем испарять и подавать в виде насыщенного пара в низ колонны.
Данная смесь обладает токсичными, коррозийными свойствами. Выберем для изготовления аппарата качественную легированную сталь Х17Н13М2Т для деталей, сопряженных с органической смесью. Для всех остальных элементов конструкции – саль Ст3. Выполним аппарат цельносварным с люками для обслуживания.
Исходные данные и задание
«Рассчитать ректификационную колонну непрерывного действия с ситчатыми-тарелками для разделения под атмосферным давлением 10 т/ч жидкой смеси, содержащей 50% (масс.) бензола и 50 % (масс.) толуола. Примем требуемоесодержание воды в дистилляте 97 % (масс), в кубовом остатке 1,5 % (масс).
Давление в колонне P = 1,0 ата.
Исходная смесь подогревается предварительно до температуры кипе-ния. Предусматривается горячее орошение колонны.
Содержание
Введение 3
Исходные данные и задание 5
1 Технологическая схема установки ректификации и описание ее работы 6
2Технологический расчет 9
2.1 Материальный баланс 9
2.2 Построение фазовых диаграмм 10
2.3 Определение рабочего флегмового числа 11
2.4 Определение действительного числа тарелок 17
2.5 Определение геометрических размеров тарельчатых колонн 17
2.5.1 Определение диаметра колонны 18
2.5.2 Определение объёмного расхода паров 18
2.5.3 Определение скорости пара 20
2.5.4 Определение высоты колонны 23
3 Расчет теплового баланса установки 24
3.1 Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе: 24
3.2 Расход теплоты, получаемой в кубе-испарителе от греющего пара: 26
3.3 Расход теплоты в паровом подогревателе исходной смеси 28
3.4 Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка 28
3.5 Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята 29
3.6 Расход греющего пара 29
3.7 Расход охлаждающей воды при нагреве ее на 200С 30
4 Подбор возможного оборудования 31
4.1 Выбор дефлегматора 31
4.2 Выбор подогревателя исходной смеси 32
4.3 Выбор холодильника кубового остатка 32
5 Гидравлический расчет 34
6 Расчет тепловой изоляции 39
6.1 Выбор материала тепловой изоляции 39
6.2 Расчет толщины основного слоя тепловой изоляции 39
Заключение 42
Список литературы 43
Заключение
При выполнении курсовой работы был произведен расчет ректификационной колонны для разделения смеси бензол-толуол расходом 10 т/ч. Был произведен технологический расчет, который включает определение рабочих геометрических и объемных параметров на основании материального баланса процесса, расчет теплового баланса установки, было подобно технологическое оборудование, а именно кожухотрубчатые теплообменники в качестве дефлегматора, подогревателя и холодильника исходной смеси и кубового остатка соответственно, гидравлический расчетэлементов колонны, расчет теп-ловой изоляции для обеспечения санитарных норм относительно температуры поверхности окружающей среды в закрытом помещение, в котором расположенно оборудование.
Распределение жидкости осуществляется при помощи тарелок типа ТС-Р. Для повышения эффективности работы колонн с ситчатыми тарелками можно порекомендовать:
соотношение между диаметром отверстий и шагом принять равным 3,6;
o толщину тарелок по возможности уменьшить;
o высота сливного порога при средних и больших скоростях пара в свободном сечении колонны (0.7-1,0 м/с) должна быть не менее 40-50 мм (до75); при малых скоростях пара высота сливного порога не оказывает влияния на эффективность работы тарелки;
o расстояние между тарелками более 150-200 мм не оказывает существенного влияния на эффективность массообмена при условии отсутствия пены; на участках колонны, где образуется большое количество пены, расстояние между тарелками следует увеличивать;
o в колоннах большого диаметра нужно устанавливать тарелки с наклоном в сторону слива, равным 1:45;
o свободное сечение тарелок брать в пределах 7-15%.
Списоклитературы
1. Дытнерский Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию. — М. : Химия, 1983. — 272 с.
2. Брисов Г.С., Брыков В.П., Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. М.: Химия, 1991. – 496с.
3. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. - Л.: Химия, 1991. – 352 с.
4. Каталог. Колонные аппараты. Изд. 2-е. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1978. 31 с.
5. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 9-е. М.: Химия, 1973. – 750 с.
6. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Уч. Пос. для ВУЗов / Под ред. Романкова. – 10-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1987. – 576 с.
7. Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром. Кн. 1-2. М. – Л.: Наука. 1966. – 640 768 с.
8. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. В двух книгах. – М.: Химия, 1981. – 812 с.
9. Доманский И.В., Исаков В.П. Машины и аппараты химических произ-водств: примеры и задачи. Уч. Пос. для ВУЗов / И.В. Доманский, В.П. Исаков и др., Под общ.ред. В.Н. Соколова – Л.: Машиностроение, Ле-нингр. отд-ние, 1982. – 384 с.
10. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. – Л.: Машгиз, 1970. – 753 с.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
