Место строительства и конструкционные материалы.
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Московский государственный университет тонких химический технологий им м.в Ломоносова
Кафедра процессов и аппаратов химической технологии им. Н.И. Гельперина
Пояснительная записка
к курсовому проекту на тему:
«Ректификационная установка непрерывного действия тарельчатая (ситчатая) для разделения смеси метанол – вода».
Студент:Боровкова А.В
Группа:ХТ-303
Руководитель:Таран Ю.А
Москва 2014
Содержание
Описание принципиальной схемы.. 5
Описание технологической схемы.. 6
Равновесные данные. 7
Пересчет концентраций. 7
Расчет потоков дистиллята и кубового остатка. 11
Определение геометрических размеров колонны.. 12
Расчет гидравлического сопротивления колонны.. 14
Расчет тепловой аппаратуры.. 16
Расчет кубового кипятильника. 16
Расчет и подбор дефлегматора-конденсатора. 18
Расчет подогревателя исходной смеси. 21
Расчет холодильника дистиллята. 22
Расчет холодильника кубового остатка. 22
Расчет толщины обечайки. 23
Определение диаметра штуцеров. 25
Расчет опоры.. 26
|
|
|
Расчет эллиптического днища (крышки) 27
Расчет тепловой изоляции. 28
Расчет центробежных насосов. 29
Подбор емкостей. 32
Расчет и подбор конденсатоотводчиков. 32
Список используемой литературы.. 34
Цель и задачи курсового проектирования
Курсовой проект базируется не только на теории процессов и аппаратов химической технологии, но и на ряде предшествующих дисциплин (инженерная графика, прикладная механика, физическая химия).
Качество проекта зависит от уровня овладения знаниями по указанным дисциплинам, от умения пользоваться технической литературой и от проявленной при проектировании инициативы.
Целью курсового проекта является закрепление знаний, приобретенных при изучении перечисленного ряда дисциплин, а также привитие навыков комплексного использования полученных теоретических знаний для решения конкретных задач по аппаратному оформлению технических процессов.
Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и чертежей проектируемой установки на двух листах. На первом листе помещается общий вид основного аппарата установки с достаточным количеством проекций и наиболее важными узлами. На втором листе приводится технологическая схема установки.
|
|
|
Сущность процесса
Ректификацией называют процесс переноса компонента (компонентов) между кипящей жидкостью и насыщенной конденсирующейся паровой фазами противотоке этих фаз. При чередовании по схеме противотока операций частичной конденсации паровой и испарения жидкой смесей можно получить выход низкокипящего и высококипящего компонентов примерно соответствующие их содержанию в исходной смеси.
Иными словами, ректификацию можно трактовать как совмещение процессов многократной дистилляции и многократной парциальной конденсации при противотоке потоков пара и жидкости.
При таком проведении процесса появляется возможность использования при каждой упомянутой операции теплоты конденсации пара для испарения жидкости - путем непосредственного контактирования конденсирующейся паровой и кипящей жидкой фаз.
Исходную смесь подогревают до температуры кипения, подают в колонну на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси. Стекая вниз по колонне жидкость взаимодействует с поднимающемся вверх паром, образующемся при кипении жидкости в кипятильнике. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка т.е. обеднен легколетучим компонентом. В результате массообмена с жидкостью пар обогащается легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают, в соответствии с заданным флегмовым числом, жидкостью полученной в конденсаторе путем конденсации пара выходящего из колонны. Часть конденсата отводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дистиллята, который охлаждается в холодильнике. Из кубовой части колонны насосом выводится кубовая жидкость - продукт, обогащенный труднолетучим компонентом, который охлаждается в холодильнике.
|
|
|
Описание принципиальной схемы 
Рис.1 Принципиальная схема ректификационной установки:
ёмкость для исходной смеси ; 2, 9- насосы; 3- теплообменник-подогреватель; 4 - кипятильник;
5- ректификационная колонна; 6- дефлегматор; 7- холодильник дистиллята; 8- ёмкость для сбора дистиллята; 10- холодильник кубовой жидкости; 11- ёмкость для кубовой жидкости.
Принципиальная схема ректификационной установки представлена на рис. 1. Исходную смесь из промежуточной емкости 1 центробежным насосом 2 подают в теплообменник 3, где она подогревается до температуры кипения. Нагретая смесь поступает на разделение в ректификационную колонну 5 на тарелку питания, где состав жидкости равен составу исходной смеси. Стекая вниз по колонне, жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике 4. Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка, т. е. обеднен легколетучим компонентом. В результате массообмена с жидкостью пар обогащается легколетучим компонентом. Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой) состава , получаемой в дефлегматоре 6 путем конденсации пара, выходящего из колонны. Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дистиллята, который охлаждается в теплообменнике 7 и направляется в промежуточную емкость 8.
|
|
|
Из кубовой части колонны насосом 9 непрерывно выводится кубовая жидкость - продукт, обогащенный труднолетучим компонентом, который охлаждается в теплообменнике 10 и направляется в емкость 11.
Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный неравновесный процесс разделения исходной бинарной смеси на дистиллят (с высоким содержанием легколетучего компонента) и кубовый остаток (обогащенный труднолетучим компонентом).
Расчет ректификационной колонны сводится к определению ее основных геометрических размеров - диаметра и высоты. Оба параметра в значительной мере определяются гидродинамическим режимом работы колонны, который, в свою очередь, зависит от скоростей и физических свойств фаз, а также от типа насадки.
Место строительства и конструкционные материалы.
Место строительства - г. Москва.
Средняя температура воздуха в январе -10,8 С, средняя температура воздуха в июле - 18,0 С (2, с 538, табл. XL)
Выбор конструкционных материалов:
Х17Н13М2Т (ГОСТ 5632-61)
λ = 15,9 Вт/м∙с (5, с. 101)
Назначение: переходы для трубопроводов, отводы для трубопроводов, обечайки, днища, фланцы, болты, гайки, патрубки штуцеров, трубопроводы, трубопроводы химических производств.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 355; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!