Курсовой проект по процессам и аппаратам химической технологии проектирование ректификационной колонны 17 вариант клапанные тарелки

Содержание

Введение

1 Аналитический обзор

2 Цели и задачи проекта

3 Основная часть

4 Инженерные расчёты

4.1 Материальный баланс и рабочее флегмовое число

4.2 Расчёт средних физических величин

4.3 Скорость пара и диаметр колонны

4.4 Гидравлический расчёт тарелок

4.4.1 Минимально и максимально допустимые скорости пара в щелях тарелки

4.4.2 Высота светлого слоя жидкости на тарелке и паросодержание барботажного слоя

4.4.3 Скорость жидкости в переливе

4.4.4 Гидравлическое сопротивление тарелок колонны

4.5 Коэффициенты массопередачи и эффективность тарелки

4.6 Определение числа тарелок, высоты и гидравлического сопротивления колонны

4.7 Тепловой баланс ректификационной колонны

4.8 Приближённый расчёт теплообменной аппаратуры

4.8.1 Куб - испаритель

4.8.2 Холодильник кубового остатка

4.8.3 Дефлегматор

4.8.4 Холодильник дистиллята

4.9 Подробный расчёт подогревателя

5 Выводы по курсовой работе

Список использованной литературы

Введение

Ректификация – один из наиболее распространённых методов разделения жидких однородных смесей, состоящих из двух или более компонентов, позволяющий получать продукты достаточно высокой чистоты.

Её сущность заключается в многократном контакте жидкой и парообразной фаз. В ходе контакта происходит частичное испарение преимущественно низкокипящего компонента с одновременной конденсацией пара высококипящего компонента. Такой взаимный обмен потоков позволяет получить в виде пара практически чистым более легколетучий компонент. Этот пар конденсируется в дефлегматоре, часть полученного конденсата и является в большинстве случаев конечным продуктом (дистиллят), а другая часть конденсата (флегма), подаётся в колонну для её орошения и окончательного обогащения пара.

Ректификация осуществляется в промышленных установках – ректификационных колоннах. Наиболее широко применяются колонны непрерывного действия (они имеют ряд преимуществ перед периодическими колоннами при большом тоннаже производства), проектированию которой и посвящена данная работа.

Разделение умеренно летучих веществ ведётся при атмосферном давлении, так как при этом используется наиболее простое в эксплуатации оборудование, не требуются дополнительные затраты на создание особых условий и обеспечения герметичности. В качестве теплоносителей при этом используют водяной пар, воду и воздух (они доступны и относительно дешёвы).

Для разделения легколетучих веществ необходимо повышенное давление, чтобы для охлаждения дефлегматора использовать воду и не применять дорогое искусственное охлаждение рассолом. Кроме того, это снижает металлоёмкость установки вследствие уменьшения диаметра колонны при меньшем объёмном расходе пара и даже позволяет проводить процесс для веществ, находящихся в газообразном состоянии при обычных условиях.

Труднолетучие вещества разделяют под вакуумом, для избегания их термического разложения, увеличения относительной летучести компонентов смеси и для обогрева куба-испарителя позволяет использовать водяной пар, а не дорогие высокотемпературные теплоносители.

Для понижения температуры процесса, а также для увеличения выделения легколетучих компонентов используются процессы ректификации в токе инертного носителя: насыщенного водяного пара, перегретого пара, газа.

Цели и задачи проекта

Спроектировать ректификационную установку непрерывного действия для разделения смеси хлороформ – тетрахлорид углерода под атмосферным давлением. Сделать подборный расчет тарельчатой ректификационной колонны и подогревателя. Выбрать стандартные аппараты.

Заключение

В ходе работы были рассчитаны колонна и 5 теплообменников.

Их характеристики:

Ректификационная колонна

Диаметр – 1,4 м

Высота – 18 м

Число тарелок – 51

Расстояние между тарелками – 0,3 м

Общее сопротивление колонны –

Куб-испаритель

Диаметр кожуха

Общее число труб (25×2 мм)

Число ходов

Длина труб

Площадь поверхности теплообмена

Холодильник кубового остатка

Диаметр кожуха

Общее число труб (25×2 мм)

Число ходов

Длина труб

Площадь поверхности теплообмена

Дефлегматор

Диаметр кожуха

Общее число труб (25×2 мм)

Число ходов

Длина труб

Площадь поверхности теплообмена

Холодильник дистиллята

Диаметр кожуховой трубы –

Диаметр теплообменной трубы –

Длина теплообменной трубы – 3 м

Площадь теплообмена по одной трубе – 0,228 м2

Число труб – 5

Площадь теплообмена – 1,14 м2

Подогреватель

Диаметр кожуховой трубы –

Диаметр теплообменной трубы –

Длина теплообменной трубы – 6 м

Площадь теплообмена по одной трубе – 1,65 м2

Число труб – 7

Площадь теплообмена – 11,55 м2

6м 133мм на 89мм 7 труб.cdw

Клапанные тарелки 17 МА - 2015.cdw