Проектирование ректификационной установки

Содержание

Введение

1 Аналитический обзор

1.1 Периодическая ректификация бинарных смесей

1.2 Непрерывно действующие ректификационные установки

для разделения бинарных смесей

2 Расчетная часть

2.1 Материальный баланс

2.2 Гидравлический расчёт

2.2.1 Определение скорости пара и диаметра колонны

2.2.2 Определение диаметра колонны

2.2.3 Расчёт высоты светлого слоя жидкости

2.2.4 Расчёт высоты газожидкостного (барботажного) слоя жидкости

2.2.5 Расчет относительного свободного сечения тарелки

2.2.5 Расчёт брызгоуноса

2.2.6 Расчёт гидравлического сопротивления тарелки

2.2.7 Проверка работы переливного устройства

2.3 Расчет высоты колонны

2.3.1 Определение коэффициентов массоотдачи

2.3.2 Определение кинетических параметров

2.3.3 Определение количества тарелок

2.3.3 Расчёт высоты

2.3.4 Расчёт гидравлического сопротивления колонны

2.4 Тепловой расчет установки

2.4.1 Тепловой баланс

2.4.2 Приближенный расчет теплообменников

2.4.3 Подробный расчет дефлегматора

Выводы

Список литературы

Приложение

Задание по курсовому проектированию

Вариант № 13

Спроектировать ректификационную установку для разделения смеси: этанол-хлорбензол под атмосферным давлением.

Сделать подробный расчёт ректификационной колонны и дефлегматора. Кубиспаритель, нагреватель исходной смеси, холодильник дистиллята и кубового остатка, рассчитать приближённо.

Выбрать стандартные аппараты. Сделать чертёж общего вида дефлегматора и эскиз технологической схемы установки.

Исходные данные для расчёта

Колонна с ситчатыми тарелками.

Производительность установки по исходной смеси 4,28 кг/с.

Концентрация легколетучего компонента в исходной смеси 0,517 моль.

Концентрация легколетучего компонента в дистилляте 0,873 моль.

Концентрация легколетучего компонента в кубовом остатке 0,0524моль.

Температура исходной смеси 22°С.

Температура охлаждающей воды 14°С.

Перечень вопросов, подлежащих разработке

1 Аналитический обзор

Обзор и обоснование выбора конструкции ректификационной установки.

2 Основная часть

2.1 Описание технологической схемы ректификационной установки.

2.2 Подробный расчет и выбор по каталогам ректификационной колонны и дефлегматора(режим движения теплносителейтурбулентный).Кубиспаритель, холодильник кубового остатка, холодильник дистилята и подограватель исходной смеси рассчитать приближенно.

Перечень графического материала

1 Технологическая схема ректификационной установки

2 Чертеж общего вида дефлегматора

Требования к аппаратному и программному обеспечению

Требования к аппаратному обеспечению не предъявляются.

Программное обеспечение: операционная система Microsoft Windows, текстовый процессор Microsoft Windows Word, Mathcad 14, графическая программа КОМПАС 3D.

Введение

В данной курсовой работе рассматривается процесс ректификации, осуществляющийся непрерывно при атмосферном давлении. Ректификация представляет собой процесс многократного частичного испарения жидкости и конденсации паров. Процесс осуществляется путем контакта потоков пара и жидкости, имеющих различную температуру кипения и проводится обычно в колонных аппаратах. При каждом контакте из жидкости испаряется преимущественно низко кипящий компонент, а из паров конденсируется высоко кипящий компонент, переходящий в жидкость.

Такой двусторонний обмен компонентами повторяемый многократно, позволяет по лучить в конечном итоге пары представляющие собой почти чистый НК. Эти пары после конденсации в отдельном аппарате дают дистиллят и флегмужидкость, возвращаемую для орошения колоны и взаимодействия с поднимающимися парами. Пары получают путем частичного испарения снизу колоны остатка, являющегося почти чистым ВК.

Ректификация известна с начала 19 века как один из важнейших технологических процессов главным образом спиртовой и нефтяной промышленности. В настоящее время ее все шире применяют в самых различных областях химической технологии, где выделение компонентов в чистом виде имеет весьма важное значение (производство полимеров, полупроводников и различных других веществ высокой чистоты).

Аналитический обзор

Процессы ректификации осуществляются периодически или непрерывно при различных давлениях: атмосферном, под вакуумом (для разделения смесей высококипящих веществ), а так же под давлением больше атмосферного (для разделения смесей, являющихся газообразными при нормальных температурах).

Заключение

В ходе работы были рассчитаны колонна и 5 теплообменников.

Их характеристики:

Ректификационная колонна

Диаметр для верхней колонны -1.2м

Высота-8м

Число тарелок-11

Расстояние между тарелками-0.5м

Общее сопротивление колонны1922Па

Куб-испаритель

-кожухотрубчатый;

-диаметр кожуха D 800мм

-диаметр труб 20×2мм;

-число труб 717;

-площадь теплообмена 180;

-длинна труб 4м.

Холодильник кубового остатка

-кожухотрубчатый;

-диаметр кожуха Dнар 325мм

-диаметр труб 20×2мм;

-число труб 100;

-площадь теплообмена 25 ;

-длина труб 4м.

Подогреватель исходной смеси

-кожухотрубчатый;

-диаметр кожуха D 800мм

-диаметр труб 25×2мм;

-число труб 257;

-площадь теплообмена 40;

-длинна труб 2м.

Дефлегматор

-кожухотрубчатый;

-двухходовой

-диаметр кожуха Dнар 600мм

-диаметр труб 25×2мм;

-число труб 240;

-площадь теплообмена 38 ;

-длинна труб 2 м.

Холодильник дистиллята

.

-кожухотрубчатый;

-диаметр кожуха Dнар 325мм

-диаметр труб 20×2мм;

-число труб 100;

-площадь теплообмена 19.5 ;

-длинна труб 3 м.