Расчет колпачковой колонны

1091,90

2

0,024

- пары дистиллята в дефлегматор

12304

3,353

20

0,25

- флегма в колонну

10766

1091,90

1

0,055

- кубовый остаток в холодильник

2462

1091,90

2

0,02

- кубовая жидкость в кипятильник

7606

1091,90

1

0,05

- пары кубовой жидкости в колонну

7606

3,353

20

0,2

- дистиллят в холодильник

1538

1091,90

2

0,014

Требуемые диаметры трубопроводов для …	Расход, кг/с	Подача	Принятый станд. диаметр, мм
- подачи исходной смеси в колонну	2,064	Насосом	32
- выхода паров дистиллята из колонны	2,512	Пары	250
- входа флегмы в колонну	1,845	Самотек	65
- отвода кубовой жидкости из колонны	1,398	Насосом	40
- выхода кубовой жидкости в кипятильник	2,850	Самотек	80
- входа паров кубовой жидкости в колонну	2,850	Пары	250
- отвода дистиллята из колонны	0,667	Насосом	40

Принимаем вводы и выводы труб по МН 4004-62 (ЛТ, с.662), штуцера по МН 4579-63 (ЛТ, с.659), и фланцы к ним по ГОСТу 1255-67 со следующими базовыми размерами:

- для исходной смеси, а также отвода кубовой жидкости из колонны ввод-вывод трубы с D_{у А} = 32 мм , d_н = 38 мм, L = 80 мм, h_А = 13 мм.

- для входа флегмы в колонну ввод-вывод трубы с D_{у А} = 65 мм и D_{у Б} = 80 мм, d_н = 76 мм, L = 80 мм, h_А = 14 мм, h_Б = 14 мм

- для отвода кубовой жидкости в кипятильник ввод-вывод трубы с D_{у А} = 32 мм , d_н = 38 мм, L = 110 мм, h_А = 13мм.

- для выхода паров дистиллята из колонны и входа паров кубовой жидкости в колонну штуцер из двухслойной стали с приварными фланцами и направленной уплотнительной поверхностью с D_у = 200 мм , d_н = 219 мм, L = 240 мм, толщиной ,h =29мм, масса m = 13,3 кг

Принимаем на штуцерах фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов из черных металлов цельные тип 1 по ГОСТу 1255-67

Наименование размера	Обоз.	Значения
Диаметр внутренний, мм	Dв	250	80	65	40
Диаметр наружний, мм	Dн	273	89	76	45
Диаметр фланца, мм	Dф	370	185	160	130
Диаметр болтовой окружность, мм	Dб	335	150	130	100
Диаметр болтов, мм	dб	М16	М16	М12	М12
Количество болтов, шт	z	12	4	4	4
Высота фланца, мм	h	18	11	11	10
Масса фланца, кг	M	6,95	1,84	1,39	0,95
Условное давление, МН/м2	Ру	0,25	0,25	0,25	0,25



Заключение

В данной курсовой работе изучен процесс ректификации и рассмотрена азеотропная ректификация. Она является одним из случаев реализации принципа перераспределения полей концентраций. При этом с одной стороны, преобразуется концентрационное пространство за счет добавления одного или нескольких азеотропных агентов, которое обладает новым температурным портретом по сравнению с исходным. С другой стороны, за счет разновысотной подачи азеотропного агента и исходной смеси преобразуется температурная система ректификации. Последнее порождает экстремумы на температурном профиле, соответствующем распределению компонентов по высоте колонны, что свидетельствует, о наличии элементов обратной ректификации. Разновысотная подача потоков в колонну является обязательным условием реализации принципа перераспределения в данном методе.

Метод азеотропной ректификации заключается в проведении процесса ректификации с разделяющими агентами, образующими с одним или несколькими компонентами исходной системы азеотропные смеси, которые при ректификации отбираются в виде дистиллята.

В технологической части рассмотрели технологическую схему разделения смеси «хлороформ - бензол» производительностью 4000кг/ч. Также приведена характеристика свойств обоих компонентов разделяемой смеси: их описание и зависимость физико-химических характеристик от температуры.

В расчетной части был рассчитан материальный баланс процесса (Приложение В). Количество получаемого дистиллята 1538 кг/ч, кубового остатка 2462 кг/ч. Также был рассчитан тепловой баланс процесса (Приложение Г). Согласно ему определен расход теплоносителей для осуществления процесса, который составляет: для охлаждающей воды в 40м³/ч, для греющего пара (3 атм) составляет 1652 кг/ч. Определены физико-химические характеристики потоков в средних частях колонны (Приложение Д) и требуемый диаметр колонны, который составил 1600 мм.

Требуемое количество тарелок для выполнения заданного разделения определено графическим методом и составляет с учтом КПД 0,66: в верхней укрепляющей части 16, в нижней исчерпывающей части 26, общее количество тарелок соответственно 42 штуки. При расстоянии между ними 400 мм общая высота колонны составит 27,2 м. Также выполнены конструктивные расчеты элементов ректификационной колонны и подобраны штуцера для ввода-вывода технологических потоков.

При расчете гидравлического сопротивления колонны получено значение 64785 Па, следовательно, колонна работает при небольшом избыточном давлении.

Список использованной литературы

1. Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. - М.: Изд-во «Химия», 1968. - 848 с.

2. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Издательство «Химия», М., 1971.

3. Коган В. Б., Фридман В. М., Кафаров В. В. Равновесие между жидкостью и паром. Кн. 1-2. М.-Л.: Наука, 1966.

4. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие / Пер. с англ. Под ред. Б. И. Соколова. - 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1982.

5. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию / Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский и др. Под редакцией Ю. И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и допол. М.: Химия, 1991.

6. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Изд. «Химия», Л., 1970

7. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. - М.: Химия, 1980. - 296с.

8. Отраслевой стандарт. Тарелки колпачковые стальных сварных аппаратов. Параметры, конструкция и размеры. ОСТ 26-01-66-86

9. Лащинский А. А., Толчинский А. Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Л.: Машиностроение, 1970.

10. Иоффе И. Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: Учебник для техникумов. - Л.: Химия, 1991.



ПРИЛОЖЕНИЕ А

Характеристика потоков.



ПРИЛОЖЕНИЕ В

Физико-химические характеристики жидких и паровых смесей в средних частях колонны.



ПРИЛОЖЕНИЕ С

Тепловая нагрузка в ректификационной установке разделения смеси хлороформ - бензол

Размещено на Allbest.ru