Эпюрационная колонна усовершенствованной брагоректификационной установки косвенного действия

Размещено на http://www.allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

Развитие химической промышленности требует создания новых высокоэффективных надежных и безопасных в эксплуатации технологических аппаратов и новых технологий при производстве товаров народного потребления, повышения эффективности использования ресурсов и снижения энерго- и материалоемкости производства, повышения уровня автоматизации. колонна аппарат этиловый спирт эпюрационный

Спиртовая промышленность является одной из основных отраслей, приносящих постоянный доход в государственный бюджет. Во всем мире спиртовая индустрия высокорентабельная и в нее вкладывают значительные средства. Основная причина критического положения украинской спиртовой промышленности кроется в ее низкой привлекательности для инвестиций из-за относительно невысокой рентабельности производства, отсутствия стабильной акцизной и налоговой политики, высокой степени зависимости от ситуации на рынке алкогольной продукции. В связи с этим практически для любого спиртового завода основной задачей становится повышение качества продукции и рентабельности ее производства.

Ближайшие задачи спиртовой промышленности:

- завершение внедрения непрерывных технологических процессов на всех заводах, вырабатывающих спирт из зерно-картофельного сырья;

- широкое внедрение осахаривания разваренной массы глубинной культуры;

- повышение уровня механизации ПРТС работ и уровня автоматизации технологических процессов;

- осуществление биологической очистки сточных вод на заводах, перерабатывающих зерно и картофель;

- дальнейшее улучшение качества работы каждого завода и повышение эффективности работы спиртовой промышленности.

Разрабатываемый колонный аппарат применяется в технологической линии производства этилового спирта.

Цель курсового проектирования достигается использованием стандартных методик и техник расчета аппаратов химических производств, справочной и периодической литературы, нормативно-технических и патентных документов, научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, правильным графическим изображением проектируемого аппарата с соблюдением требований ЕСКД.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Описание технологической схемы производства

На спиртовых заводах в качестве типовых приняты брагоректификационные установки косвенного действия. Они обладают высокими эксплуатационными качествами: стабильны в работе, легки в управлении и регулировке, обеспечивают выработку спирта высокого качества.

Технологический процесс в установке осуществляют в следующей последовательности (рис 1.1). Зрелую бражку из бродильного отделения насосом подают в подогреватель (поз.9), где ее подогревают до температуры 75-85°С, теплом спиртоводного пара из бражной колонны (поз.12). Подогретую бражку направляют в сепаратор бражки (поз.7), в котором отделяют диоксид углерода и другие газы брожения. В сепаратор подают спиртовой пар из бражной колонны (поз.12) или из конденсатора (поз.14) и догревают бражку до кипения.

Газы, содержащие диоксид углерода, спирт, и летучие примеси из сепаратора (поз.7) отводят на конденсатор (поз.15), в котором из газов улавливают спирт.

Из конденсатора (поз.15) газы направляют в конденсатор (поз.16) из которого несконденсировавшиеся газы отводят через конденсатор-спиртоловушку (поз.22) в атмосферу.

Декарбонизированную бражку из сепаратора (поз.7) подают на питательную тарелку бражной колонны (поз.12).

Бражную колонну (поз.12) обогревают паром самоиспарения барды, полученным на пароинжекционной установке, состоящей из испарителя (поз.3) и пароструйных компрессоров (поз.4), а также острым паром, вводимом в колонну через барботер.

В бражной колонне из бражки выпаривают весь этиловый спирт и летучие примеси.

Освобожденную от этилового спирта и его летучих примесей бражку именуют бардой, которую из бражной колонны (поз.12) через бардоотводчик (поз.11) направляют в испаритель (поз.3). Выделившийся в испарителе пар самоиспарения барды пароструйным компрессором (поз.4) подают под нижнюю тарелку бражной колонны (поз.12) для ее обогрева. На пороструйные компрессоры подают пар из паропровода от котельной к коллектору (поз.23). Из испарителя (поз.3) барду отводят через барометрический затвор (поз.1).

Водно-спиртовой пар бражного дистиллята из бражной колонны (поз.12) отводят в подогреватель (поз.9). Пар, несконденсировавшийся в подогревателе (поз.4) конденсируют в конденсаторе (поз.14), из кoтopoгo несконденсировавшийся пар направляют в сепаратор бражки (поз.7).

Рис 1.1 - Брагоректификационная установка

Бражной дистиллят из подогревателя (поз.9), конденсатора (поз.14) собирают в коллектор и отводят на тарелку питания эпюрационной колонны (поз.19). Дистиллят из конденсаторов (поз.15 и 16) отводят на верхнюю тарелку эпюрационной колонны. Часть бражного дистиллята, регулируемую по ротаметру (поз.5) из разделителя (поз.8) возвращают в виде флегмы на верхнюю тарелку бражной колонны (поз.12) для укрепления дистиллята до 60-70% об. и промывки спиртового пара бражного дистиллята.

Эпюрацию осуществляют в режиме гидроселекции, обеспечивающем высокую эффективность выделения примесей.

Подачу лютерной воды на одну из верхних тарелок эпюрационной колонны (поз.19) осуществляют из сборника (поз.47). Расход лютерной воды регулируют по ротаметру (поз.48) в количестве 0,8-1,2 кг на I кг водного спирта, введенного в колонну. Концентрацию этилового спирта в аппарате пpи этом поддерживают в пределах 35-45% об. Спиртовой пар из эпюрационной колонны конденсируют в дефлегматоре (поз.20), флегму из которого возвращают в эпюрационную колонну (поз.19) на верхнюю тарелку для орошения и концентрирования примесей. Несконденсировавшийся пар из дефлегматора (поз.20) отводят в конденсатор (поз.21), из которого отбирают фракцию головную этилового спирта в количестве oт 3,0 до 6,0%. Отбор ее регулируют по ротаметру (поз.24) и отводят на одну из верхних тарелок (14...19 считая сверху) колонну концентрирования примесей (поз.43).

Эпюрат из эпюрационной колонны (поз.19) вводят на 16-ю (питательную) тарелку ректификационной колонны (поз.29). Из выварной камеры этой колонны через лютероотводчик (поз.34) отводят лютерную воду. Кроме того, из выварной камеры колонны (поз.29) лютерную воду насосом (поз.35) подают в напорный сборник (поз.47), из которого расходуют на гидроселекцию в эпюрационную колонну (поз.19) и на промывку сивушного масла в декантаторе (поз.50). Избыток лютерной воды из сборника (поз.47) направляют в испаритель (поз.26).

Из ректификационной колонны спиртовой пар отводят в дефлегматор (поз.30), из которого флегму возвращают на верхнюю тарелку колонны. Ректификационная колонна сообщена с атмосферой через ловушку (поз.32).

Несконденсировавшийся пар из дефлегматора (поз.30) отводят в конденсатор (поз.31). Непастеризованный спирт из конденсатора (поз.31) в количестве 1-4% направляют в колонну концентрирования примесей (поз.43). Расход непастеризованного спирта регулируют по ротаметру (поз.27).

Из колонны концентрирование примесей (поз.43) лютерную воду вводят через лютероотводчик (поз.44).

С одной из тарелок 32..35-й (считая от верха) колонны концентрирования примесей (поз.43) отбирают фракцию этилового спирта и возвращают его в бражную колонну (поз.12) не ниже, чем на 14-ю от низа колонны тарелку, или в эпюрационную колонну на тарелку ее питания.

Расход фракции регулируют по ротаметру (поз.39) по температуре в аккумуляторе колонны (поз.43).

Ректификованный спирт отбирают с 6...8 верхних тарелок ректификационной колонны. Отбор спирта регулируют по ротаметру (поз.54). Спирт для дополнительной его очистки отводят в колонну окончательной очистки (поз.57) на 15-17 тарелку от верха колонны.

В дефлегматоре колонны окончательной очистки (поз.58) конденсируют спиртовый пар и флегму возвращают в колонну. Несконденсированный в дефлегматоре пар направляют в конденсатор (поз.59), из которого отбирают непастеризованный спирт. Его отбор регулируют по ротаметру (поз.38) и отводят или в колонну концентрирования примесей (поз.43), или в эпюрационную колонну на одну из верхних ее тарелок.

При переработке мелассных бражек из куба колонны окончательной очистки (поз.57) отбирают погон в количестве 2-5%, объем которого регулируют по ротаметру (поз.56), и отводят на 14-ю или 16-ю тарелку ректификационной колонны (поз.29). Повторно очищенный ректификационный спирт отбирают с одной из верхних (3...6) тарелок колонны окончательной очистки (поз.57).

При выработке спирта из крахмалистого сырья из куба колонны отбирают ректификованный спирт. Отбор спирта регулируют по ротаметру (поз.62). Спирт охлаждают в холодильниках (поз.61) и через фонарь (поз.63) и контрольный спиртоизмеряющий аппарат (поз.64) направляют в спиртоприемное отделение.

Для определения потерь в лютерной воде и барде устанавливают пробные холодильники (поз.10, 33 и 42).

Обогрев колонн установки может быть как открытый - вводом пара на барботеры колонн, так и закрытый - через кипятильники (поз.18, 26, 60, 68). Пар на обогрев колонн подводят от коллектора (поз.23).

Все поверхности теплообмена (холодильники, конденсаторы, дефлегматоры, ловушка) обеспечивают охлаждающей водой из коллектора воды (поз.17). Порядок разводки воды аналогичен разводке в описанной схеме косвенного действия. Воду на коллектор подают из водонапорного бака или от насосов. При этом всю воду пропускают через холодильник спирта (поз.61).

Из зоны 4-8 нижних тарелок ректификационной колонны (поз.29) отбирают пар сивушной фракции и направляют его в конденсатор (поз. 37). Конденсат сивушной фракции вместе с сивушным спартом, отобранным в жидкой фазе 12-15 тарелки ректификационной корирования примесей (поз.43).

Спиртовой пар из колонны концетрирования примесей (поз.43) направляют в дефлегматор (поз.45). Из дефлегматора (поз. 45) флегму возвращают в колонну. Из конденсатора (поз.46) отбирают концентрат головных примесей, которые охлождают в холодильнике (поз.37) и через ротаметр (поз.25) выводят на реализацию.

Сивушное масло, по мере его накопления в аккумуляторе колонны (поз.43) отводят через фонарь (поз.49) в контактную смесительную колонну декантатора (поз.50), где масло смешивают с лютерной водой, по подаваемой из сборника (поз.47). расход воды регулируют по ротаметру (поз.55).

Диспергированная смесь сивушного масла и воды, прошедшая конкретную смесительную колонну декантатора снизу вверх, поступает в декантатор (поз.50), из которого верхний масляный слой (сивушное масло) через холодильник (поз.51) отводят в сборник (поз.52), а затем насосом (поз.53) подают в спиртоприемное отделение.

Водную фракцию с декантатора (поз.50) возвращают на 6-ю тарелку колонны концентрирования примесей (поз.43).

1.2 Теоретические основы процесса

Разделение жидких однородных или многокомпонентных растворов и газовых смесей на индивидуальные, практически чистые, компоненты или их фракции методами ректификации широко применяется как основной технологический процесс во многих производствах химической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности. Кроме того, ректификация используется в спиртовой промышленности, в технологиях получения редких и рассеянных элементов, в установках разделения природного газа и воздуха.

Процессы ректификации основаны на тепло- и массообменном взаимодействии между паровой и жидкой фазами компонентов, входящих в бинарный раствор.

Физическая сущность процесса ректификации состоит в том, что в подогретом однородном жидком растворе низкокипящий компонент (НКК), обладая более высокой упругостью паров, переходит более интенсивно в паровую фазу, которая при этом обогащается им. Одновременно жидкая фаза обогащается высококипящим компонентом (ВКК). При конденсации паров фазы образуется раствор нового состава с более высоким содержанием низкокипящего компонента по сравнению с исходным раствором. Если процесс испарения жидкости и конденсации паров производится однократно, то реализуется процесс перегонки - дистилляции исходной смеси, если процессы испарения и конденсации повторяются в одном аппарате многократно, то такой процесс многоступенчатой перегонки называют ректификацией.

Процесс ректификации осуществляется в колонных аппаратах тарельчатого или насадочного типа. На каждой ступени контакта (на тарелке или в слое насадки определенной высоты) происходит конденсация паров, поступающих с нижележащей тарелки. За счет тепла конденсации находящаяся на тарелке жидкость закипает и выделяет пары, обогащенные низкокипящим компонентом и поднимающиеся на вышележащую тарелку. Обогащенная высококипящим компонентом жидкость по переливному устройству перетекает на нижележащую тарелку.

Осуществляя на тарелках многоступенчатый тепло- и массообменный противоточный контакт между парами, поднимающимися снизу вверх по колонне, и стекающей сверху вниз жидкостью, реализуют процесс разделения исходной смеси на отдельные, практически чистые, компоненты или фракции с близкими температурами кипения компонентов [1].

Меласса (свеклосахарная, или кормовая, патока) является отходом свеклосахарного производства. Это наиболее выгодный вид сырья для получения пищевого этилового спирта. На спиртовых заводах, перерабатывающих мелассу, более высокая производительность труда, ниже себестоимость и расход топлива, выше прибыль, чем на заводах, вырабатывающих спирт из зерно-картофельного сырья.

По внешнему виду меласса представляет собой густую жидкость темного цвета. Средний химический состав мелассы следующий (в %): вода 18-25, сухие вещества 75-82, в том числе: сахароза 45-50, инвертный сахар до 0,5, раффиноза до 2, несбраживаемых веществ (несахаров) 35-40. Доброкачественность мелассы (содержание сахара на 100 частей сухих веществ) 57-62. Реакция нормальной по качеству мелассы - слабощелочная.

Основной составной частью мелассы является сахароза, которая в условиях спиртового производства полностью сбраживается в спирт. Инвертный сахар также полностью сбраживается, однако содержание его более 0,5% свидетельствует об инфицированности мелассы. Кроме того повышенному содержанию инвертного сахара всегда сопутствует целый ряд продуктов, образовавшихся из сахарозы под влиянием высоких температур, кислот и щелочей придающих мелассе темную окраску и вредно действуюпдих на дрожжи и брожение. Исследования УкрНИИСПа показали, чго с увеличением содержания инвертного сахара и цветности мелассы снижается выход спирта из 1 т условного крахмала Поэтому содержание инвертного сахара в мелассе более 0,5% нежелательно. Раффиноза под действием -фруктофуранозидазы дрожжей разлагается на фруктозу и дисахарид мелибнозу. Фруктоза в дальнейшем сбраживается в спирт. Дрожжи, обычно применяемые на спиртовых заводах, перерабатывающих мелассу, не содержат фермента -галактозидазы (мелибиазы), разлагающего мелибиозу, и последняя не сбраживается. Поэтому раффиноза сбраживается только на 1/3 (точнее - на 34%).

Следовательно, сбраживаемым сахарам мелассы относится: сахароза, инвертный сахар и раффиноза, содержание которых обычно дают в пересчете на сахарозу.

В настоящее время для сбраживания мелассных сред применяют гибридные расы дрожжей (Г-67, Г-73 и др.), которые содержат -галактозидазу и почти полностью сбраживают раффинозу.

В состав несахаров мелассы входят органические и минеральные соединения. Из органических соединений в мелассе содержатся меланоидины, продукты распада сахарозы, карбоновые кислоты, азотистые вещества (аминокислоты - глютаминовая, аспарагиновая, амиды, бетаин) Наличие азотистых веществ в мелассе весьма важно, так как они необходимы для размножения дрожжей. Минеральные соединенля мелассы представлены солями калия, натрия, железа, алюминия, магния угольной,серной,соляной и азотной кислот; фосфора в мелассе содержится незначительисе количество.

Микрофлора мелассы весьма многочисленна, разнообразна и изменчива. Она представлена бактериями, дрожжами, плесневыми грибами. Иногда на спиртовые заводы поступают дефектные мелассы - сильно инфицированные, кислые, загрязненные посторонними примесями. Дефектная меласса перерабатывается на спирт значительно хуже, чем нормальная, выход спирта снижается, ухудшается его качество. В инфицированной мелассе из-за жизнедеятельности микроорганизмов образуются карбоновые кислоты, вследствие чего мелассы приобретают кислую реакцию [2].

Рис. 1.2 - Принципиальная технологическая схема производства спирта из мелассы

1.3 Описание конструкции и принципа действия проектируемого аппарата. Обоснование выбора конструкционных материалов

Тарельчатые колонны составляют основную группу массообменных аппаратов. Они представляют собой вертикальный цилиндр (цельносварной или состоящий из нескольких царг, соединенных между собой наглухо или разъемными фланцами), по высоте которого расположены специальные контактные устройства - тарелки, позволяющие создать тесный контакт между паром, поднимающимся вверх по колонне, и жидкостью, стекающей вниз.

В среднюю часть в виде пара, жидкости или парожидкостной смеси подается сырье, которое необходимо разделить на две части - высококипящую и низкокипящую.

Пары и жидкость, поступающие на тарелку, не находятся в состоянии равновесия, однако, вступая в соприкосновение, стремятся к этому состоянию.

Пар на тарелку 1 (рис.1.3) поступает по патрубкам 2, разбиваясь затем прорезями колпачка 3 на большое число отдельных струй. Прорези колпачков наиболее часто выполняют в виде зубцов треугольной или прямоугольной формы.

Далее пар проходит через слой жидкости, протекающей по тарелке от одного сливного устройства 4 к другому. При движении через слой значительная часть мелких струй распадается и пар распределяется в жидкости в виде пузырьков. Интенсивность образования пены и брызг на колпачковых тарелках зависит от скорости движения пара и глубины погружения колпачка в жидкость.

Жидкий поток с вышележащей тарелки поступает в зону более высокой температуры, и поэтому из него испаряется некоторое количество низкокипящего компонента, в результате чего концентрация последнего в жидкости уменьшается. С другой стороны, паровой поток, поступающий с нижележащей тарелки, попадает в зону более низкой температуры и часть высококипящего продукта из этого потока конденсируется, переходя в жидкость. Концентрация высококипящего компонента в парах таким образом понижается, а низкокипящего - повышается.

Часть ректификационной колонны, которая расположена выше ввода сырья, называется концентрационной, а ниже - отгонной.

Корпуса колонных аппаратов изготовляют либо из отдельных царг, собираемых на фланцевых соединениях, либо цельносварными с люками, через которые обеспечивается доступ внутрь аппарата с целью монтажа, демонтажа, ремонта и ревизии внутренних устройств. Колонные аппараты снабжены крышкой и днищем, патрубками для ввода и вывода паровых и жидкостных потоков. Как правило, снизу к корпусу аппарата приваривают специальную опору, которая позволяет надежно крепить колонну к фундаменту. Для обеспечения эффективной работы колонного аппарата необходимо также предусмотреть надежные распределительные устройства, с помощью которых в аппарат вводятся потоки жидкости и пара , а также устройства для вывода этих потоков из аппарата. Наибольшее распространение в промышленности получили насадочные и тарельчатые колонные аппараты.

При выборе типа ректификационной колонны для проектируемого разделения следует иметь в виду, что тарельчатые колонны очень малого диаметра значительно дороже соответствующих насадочных колонн, однако по мере увеличения диаметра стоимость насадочных колонн растет намного быстрее.

Длительный опыт промышленной эксплуатации насадочных колонн показал целесообразность их использования при диаметрах не более 0,8 м. При дальнейшем увеличении диаметра насадочных колонн ухудшается равномерность распределения флегмы по насадке, образуются каналы по которым преимущественно устремляется флегма, и эффективность колонны резко снижается.

В тарельчатых колоннах пар проходит через слой жидкости, находящейся на тарелке. При этом пар дробится на мелкие пузыри и струи, которые с большой скоростью движутся в жидкости.

При выборе конструкционных материалов основным критерием является их химическая и коррозионная стойкость в заданной среде. Обычно выбирают материал абсолютно или достаточно стойкий в среде при ее рабочих параметрах. К расчетным толщинам, как правило, добавляют соответствующие прибавки (на компенсацию коррозии и эрозии, минусового допуска и т.д.), в зависимости от срока службы аппарата. В месте с тем, следует учитывать и другие виды коррозии, которым подвержены некоторые материалы в агрессивных средах.

Другим критерием при выборе материала является расчетная температура. Если температура является положительной, для аппаратов установленных в не отапливаемых помещениях, необходимо учитывать абсолютную минимальную зимнюю температура воздуха, при которой аппарат может находиться под давлением или вакуумом.

Таким образом, выбор конструкционного материала производится, в зависимости от его коррозионной стойкости в заданной среде при рабочих условиях - давлении и температуре.

Кроме названных выше критериев относящихся к химической промышленности, существует специфический критерий, присущий пищевой промышленности. Таким критерием является влияние материала на вкусовые качества продукта и его товарный вид.

В проектируемом аппарате -эпюрационной колонне - рабочей средой является водно-спиртовой раствор, а также его пары. Данная среда не является коррозионной. Аппарат работает при незначительном избыточном давлении, необходимом для поддержания требуемого гидродинамического режима, поэтому основным фактором, влияющим на выбор конструкционного материала, является влияние материала на органолептические свойства этилового спирта. Исходя из этого условия, согласно рекомендациям [3,4] для смеси «этиловый спирт-вода» с заданными концентрационными и температурными характеристиками предложены следующие марки сталей, в качестве конструкционного материала для корпуса и внутренних устройств бражной колонны выбираем легированную сталь марки 12Х18Н10Т. Для изготовления частей колонного аппарата, не контактирующих с рабочей средой, выбираем углеродистую сталь марки Вст3, 20К и сталь 35[3,4], материал прокладок - фторопласт-4 [4].

Сталь 12Х18Н10Т не подвергается коррозии при взаимодействии с водно-спиртовым и его парами при температурах и концентрациях, необходимых для нормального протекания технологического процесса. Прибавка на компенсацию коррозии зависит от проницаемости материала. Для стали 12Х18Н10Т проницаемость П=0,1 мм/год. Выбранный материал удовлетворяет требованиям к чистоте получаемого продукта. Немаловажным показателем при выборе конструкционного материала является его экономическая характеристика. Сталь 12Х18Н10Т является менее дорогостоящей, кроме того, она менее дефицитна.

Сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72. Заменители: Сталь 08Х18Г8Н2Т, Сталь 10Х14Г14Н4Т, Сталь 12Х18Н9Т, Сталь 12Х17Г9АН4.

Назначение: сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот.

Вид поставки (сортамент): сортовой (Шестигранник калиброванный ГОСТ 8560-78, Квадрат г/катаный ГОСТ 2591-88, Круг г/катаный ГОСТ 2590-88, Круг калиброванный, х/катаный ГОСТ 7417-75), листы (Лист толстый г/катаный ГОСТ 19903-74, Лист тонкий х/катаный ГОСТ 19904-90), лента (Лента х/катаная, коррозионностойкая ГОСТ 4986-79), проволока (Проволока коррозионностойкая ГОСТ 18143-72), трубы (Труба бесшовная холоднодеформированная коррозионностойкая ГОСТ 9941-81, Трубка капиллярная ГОСТ 14162-79, Труба бесшовная особотонкостенная ГОСТ 10498-82, Труба электросварная коррозионностойкая ГОСТ 11068-81, Труба электросварная квадратная ТУ 14-105-566-93, Труба электросварная прямоугольная ТУ 14-105-566-93, Труба ГОСТ 19277), сетка (Сетка тканая ГОСТ 3826-82).

Основные характеристики стали приведены ниже.

Таблица 1.1 - Химический состав стали 12Х18Н10Т

Химический элемент	%
Кремний (Si), не более	0.8
Марганец (Mn), не более	2.0
Медь (Cu), не более	0.30
Никель (Ni)	9.0-11.0
Сера (S), не более	0.020
Титан (Ti)	0.6-0.8
Углерод (C), не более	0.12
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr)	17.0-19.0

Таблица 1.2 - Механические свойства при испытании на длительную прочность

Предел ползучести, МПа	Скорость ползучести, %/ч	t испытания, °С	Предел длительной прочности, МПа	Длит. испытания, ч	t испытания, ч
74	1/100000	600	147	10000	600
29-39		650	78-98		650

Таблица 1.3 - Механические свойства

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	?0,2, МПа	?B, МПа	?5, %	?, %
Прутки. Закакла 1020-1100 °С, воздух, масло или вода.	60	196	510	40	55
Прутки шлифованные, обработанные на заданную прочность.			590-830	20
Прутки нагартованные	<5		930
Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 1000-1080 °С, вода или воздух.	>4	236	530	38
Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 1050-1080 °С, вода или воздух.	<3,9	205	530	40
Листы горячекатаные или холоднокатаные нагартованные	<3,9		880-1080	10
Поковки. Закалка 1050-1100 °С, вода или воздух.	<1000	196	510	35	40
Проволока термообработанная	1,0-6,0		540-880	20
Трубы бесшовные горячедеформированные без термообработки.	3,5-32		529	40

Таблица 1.4 - Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C	?0,2, МПа	?B, МПа	?5, %	?, %	KCU, Дж/м2
Закалка 1050-1100 °С, охлаждение на воздухе.
20	225-315	550-650	46-74	66-80	215-372
500	135-205	390-440	30-42	60-70	196-353
550	135-205	380-450	31-41	61-68	215-353
600	120-205	340-410	28-38	51-74	196-358
650	120-195	270-390	27-37	52-73	245-353
700	120-195	265-360	20-38	40-70	255-353

Таблица 1.5 - Технологические свойства

Температура ковки
Начала 1200, конца 850. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
Свариваемость
сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС (электроды ЦТ-26), ЭШС и КТС. Рекомендуется последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием
В закаленном состоянии при НВ 169 и ?B = 610 МПа K? тв.спл. = 0,85, K? б.ст. = 0,35.
Флокеночувствительность
не чувствительна

Таблица 1.6 - Физические свойства

Температура испытания, °С	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа	198	194	189	181	174	166	157	147
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа	77	74	71	67	63	59	57	54	49
Плотность, pn, кг/см3	7900
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)	15	16	18	19	21	23	25	27	26
Уд. электросопротивление (p, НОм · м)	725	792	861	920	976	1028	1075	1115
Температура испытания, °С	20- 100	20- 200	20- 300	20- 400	20- 500	20- 600	20- 700	20- 800	20- 900	20- 1000
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)	16.6	17.0	17.2	17.5	17.9	18.2	18.6	18.9	19.3
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))	462	496	517	538	550	563	575	596

Сталь Ст3 ГОСТ 380-94. Заменители: Сталь Сталь Ст2, Сталь Ст5, Сталь Ст6.

Назначение: прокат профильный, рамы, каркасы, щитки, кожухи - для сварных и клепаных конструкций.

Вид поставки (сортамент): сортовой (Квадрат г/катаный ГОСТ 2591-88, Круг г/катаный ГОСТ 2590-88, Полоса ГОСТ 103-76, Катанка ГОСТ 30136-95), листы (Лист толстый г/катаный ГОСТ 19903-74, Лист тонкий х/катаный ГОСТ 19904-90, Лист тонкий г/катаный из стали обыкновенного качества ГОСТ 19903-74), проволока (Проволока общего назначения ГОСТ 3282-74), фасонный (Швеллер г/катаный ГОСТ 8240-89, Уголок г/катаный равнополочный ГОСТ 8509-93, Уголок г/катаный неравнополочный ГОСТ 8510-86, Уголок х/гнутый равнополочный ГОСТ 19771-93, Балка двутавровая г/катаная ГОСТ 8239-89, Швеллер х/гнутый равнополочный ГОСТ 8278-83), трубы (Труба водогазопроводная ГОСТ 3262-75, Труба электросварная ГОСТ 10704-91, Труба электросварная квадратная ТУ 14-105-566-93, Труба электросварная прямоугольная ТУ 14-105-566-93), сетки (Сетка тканая ГОСТ 3826-82).

Основные физико-механические свойства:

- модуль упругости E, Мпа 200000

- модуль сдвигаG,Мпа 74000

- плотность , кг/м 7850

- предел прочности _В, МПа, не менее 420

- предел текучести _Т, МПа, не менее 230

Свариваемость: хорошо сваривается всеми видами сварки.

Фторопласт-4 ГОСТ 10007-80 Е.

Назначение: каркасы, катушки, панели, основания изоляционные, покрытия антифрикционные.

Вид поставки (сортамент): пленки (Пленка фторопластовая ГОСТ 24222-80), трубы (Труба фторопластовая ТУ-6-05-1876), ленты (Лента фторопластовая ГОСТ 24222-80), листы (Пластина прессованная ТУ 6-05-810-88, Лист строганный ТУ 044-24), трубки (Трубка фторопластовая ГОСТ 22056-76), прутки (Втулка фторопластовая ТУ 6-05-810-88, Стержень фторопластовый вертикального прессования ТУ 6-05-810-88, Стержень фторопластовый экструзионный ТУ 6-05-041-535, Стержень фторопластовый горизонтального прессования ТУ 6-05-810-88, Втулка фторопластовая прессованная ТУ 6-05-810-88).

Основные физико-механические свойства:

- модуль упругости при растяжении E, МПа 650

- плотность , кг/м³ 2200

- прочность при изгибе , МПа 16

- прочность при разрыве , МПа 25

- удлинение при разрыве , % 250-500

- температура плавления t_{max раб}, ⁰С 260

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПРОЦЕССА И АППАРАТА

2.1 Материальный баланс

Расчёт ведётся согласно по методике, приведённой в [5-8].

Исходные данные для расчета эпюрационной колонны, предназначенной для разделения бражного дистиллята на головную фракцию и эпюрат, приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1

1. Производительность установки по условно безводному этиловому спирту
2. Концентрация спирта в головной фракции	(86,4% мол)
3. Концентрация спирта в бражном дистилляте	(36,9 % мол)
4. Концентрация спирта в эпюрате	(12,4% мол)
5. Удельный расход котельного пара
6. Давление в кубе колонны
7. Давление над верхней тарелкой
8. Температура в кубе колонны
9. Температура на тарелке питания	°С
9. Температура над верхней тарелкой
10. Потери спирта при эпюрации

Приход:

1) Бражной дистиллят:

(2.1)

где 7,893 - относительная плотность 1 дал безводного спирта к 1 л воды;

- производительность установки по условному безводному спирту;

1,008 - коэффициент, учитывающий потери спирта при ректификации;

- концентрация спирта в бражном дистилляте, масс. доля.

кг/сут

2) Флегма, .

3) Котельный пар, - расход пара на бражную колонну составляет 18…25 кг/сут на 1 дал условно безводного спирта. Принимаем предварительно 20 кг/сут. Тогда:

кг/сут



Рис. 2.1 - Схема ректификационной установки с основными материальными потоками

Итого

Расход

1) пар на дефлегматор, ;

2) эпюрат, включая конденсат пара (т.е. отбор головной фракции около 3 %, то согласно [8] им пренебрегаем). Тогда

Итого:

Количество флегмы и пара на дефлегматор определяем из теплового баланса.

2.2 Тепловой баланс установки

Расчёт ведётся согласно по методике, приведённой в [5,8].

Приход тепла

- бражной дистиллят

(2.2)

где - энтальпия бражного дистиллята, кДж/кг; [8]

Тогда

котельный пар

(2.3)

где - энтальпия котельного пара, кДж/кг; [8].

0,95- коэффициент, учитывающий потери тепла и степень сухости пара;



- флегма

(2.4)

где- энтальпия флегмы, кДж/кг; [8]

Итого

Расход тепла

- пар на дефлегматор

(2.5)

где- энтальпия паров флегмы, кДж/кг; [8]

- эпюрат, включая конденсат котельного пара

(2.6)

где - энтальпия эпюрата, кДж/кг; [8]

Итого:

Определяем количество пара на дефлегматор и конденсатор эпюрационной колонны из теплового баланса

(2.7)

Определяем остальные тепловые потоки

Проверяем тепловой баланс

(2.8)

121,9+1176,9+235,1=1210,5+323,4

1533,9=1533,9

Следовательно, тепловой баланс составлен верно

Проверка материального баланса

 (2.9)

26520,5+87089,3+40000=87089,3+66520,5

153609,8=153609,8

Следовательно, материальный баланс составлен верно

2.3 Определение оптимального флегмового числа и построение рабочих линий для верхней и нижней частей колонны

Расчёт ведётся согласно по методике, приведённой в [5,8,10,11].

Нагрузки ректификационной колонны по пару и жидкости определяются рабочим флегмовым числом .

Рабочее флегмовое число для ректификационной колонны определяется по зависимости:

, (2.10)

где - коэффициент избытка флегмы; в ректификационных колоннах обычно принимается =1,1…2,5;

- минимальное флегмовое число.

(2.11)

где - содержание низкокипящего компонента в паровой фазе, находящейся в равновесии с исходной смесью, кмоль/кмоль смеси. Для =0,369 =0,605 (см. приложение А).

.

Оптимальное флегмовое число

Записываем уравнения рабочих линий процесса для верхней и нижней частей бражной колонны:

- верхняя часть:

(2.12)

- нижняя часть:

(2.13)

Оптимальное флегмовое число позволяет использовать ректификационную колонну минимального объема при работе ее на заданную производительность и с требуемой полнотой разделения.

В тоже время рабочая линия процесса, проведенная для значения , может пересекать равновесную кривую в нескольких местах. Во избежании этого проводит дополнительную проверку и уточнение значения . Проверку на пересечение равновесной кривой с рабочими линиями для верхней и нижней частей колонны производим по методу касательных, который заключается в том, что при минимальном флегмовом числе () рабочие линии процесса должны иметь с кривой равновесия не более, чем одну общую точку, а при всех остальных значениях х в интервале кривая равновесия должна располагаться выше рабочих линий, при этом движущая сила процесса будет положительной.

Таким образом, проверку правильности определения минимального флегмового числа проводим в следующем порядке:

1. Значение , найденное по формуле (2.11), подставляем в уравнения рабочих линий процесса ректификации для верхней и нижней частей колонн.

2. По уравнениям (2.12), (2.13) рассчитываем значения рабочих концентраций спирта в паровой фазе у в зависимости от содержания спирта в жидкости х, которое изменяем от до с шагом 0,01.

3. Каждое из рассчитанных значений у сравниваем с соответствующим значением , и если при каком-нибудь условия не выполняется, то находим новое значение

4. Процесс повторяем, причем проверку проводим сначала для верхней части колонны при , а затем для нижней части колонны при .

Найденное число и будет первым в ряду, соответствующем значению минимального флегмового числа. Найдя первое значение, соответствующее минимальному флегмовому числу, находим остальные двенадцать, принимая различные коэффициенты избытка флегмы. Всего создаем ряд из двенадцати значений флегмовых чисел, которых вполне достаточно, чтобы определить точное значение минимального флегмового числа.

В данном расчете, используя уравнение (2.10), текущее значение коэффициента избытка флегмы принимаем равным:

(2.14)

где - шаг изменения коэффициента избытка флегмы, ;

- число переменных значений,

В соответствии с системой уравнений (2.10) - (2.14) на диаграмму равновесия наносим семейство рабочих линий, каждая из которых относится к определенному значению флегмового числа .

Следующим этапом расчета является определение числа единиц переноса для каждого значения флегмового числа.

Числа единиц переноса находим методом интегрирования величин, обратных значению локальной движущей силы процесса в паровой фазе для каждого флегмового числа, и определяем отдельно для верхней и нижней частей колонны соответственно формулам:

(2.15)

(2.16)

где и - равновесные концентрации спирта в паровой фазе для верхней и нижней частей колонны соответственно;

и - текущие концентрации спирта на рабочих линиях для верхней и нижней частях колонны.

Общее число единиц переноса при конкретном значении флегмового числа определяем по зависимости

(2.17)

и равно площади, ограниченной осью абсцисс и графиком функции в пределах от до .

В приложении Б представлены графики такой функции для двадцати значений флегмовых чисел.

Найденные значения чисел единиц переноса используем для определения оптимального флегмового числа, которое в зависимости от текущих значений флегмовых чисел находится из условия минимального значения функции

(2.18)

Вышеизложенный расчет проводим с помощью ПЭВМ. Результаты расчета приведены в приложении Б.

По результатам расчётов R=4,66.

Относительный мольный расход питания:

(2.19)

Уравнение рабочей линии для верхней части колонны (2.12)

.

Уравнение рабочей линии для нижней части колонны (2.13)

.

Определяем графическим путем число теоретических тарелок в бражной колонне. Для этого строим x-y диаграмму процесса ректификации (см. приложение А).

Ордината точки А пересечения рабочих линий:

= - следовательно, расчёт выполнен верно.

2.4 Определение объемных расходов пара и жидкости в колонне

Расчёт ведётся согласно по методике, приведённой в [5-8,10].

В дальнейших расчётах параметры, определяемые для верхней части колонны, обозначим знаком «'», параметры, определяемые для нижней части колонны - «''».

Определяем количество паров, поднимающихся в колонне по формуле:

, (2.20)

кг/с

Определяем количество жидкости, стекающей вниз соответственно в верхней и нижней части колонны:

(2.21)

(2.22)

кг/с

кг/с

Определяем молекулярную массу пара:

(2.23)

где - мольная масса этилового спирта; =46 кг/моль [5];

- мольная масса воды; =18 кг/моль [5]

(2.24)

где - определяем из уравнения рабочей линии процесса;

(2.25)

.

Тогда:

 кг/кмоль

кг/кмоль

Определяем плотность паров по формуле:

(2.26)

где - давление в аппарате, =0,13 МПа; =0,106 МПа

- температура в верхней и нижней частях колонны соответственно;

⁰С, ⁰С.

кг/м³

кг/м³

Молекулярную массу жидкости определяем по формуле:

(2.27)

где - содержание спирта в жидкой фазе в верхней и нижней частях соответственно.

(2.28)

(2.29)

Тогда:

кг/кмоль

кг/кмоль

Плотность жидкости определяем по формуле:

(2.30)

- плотность спирта в верхней части колонны, при температуре 84 ⁰С =731,2 кг/м³ [5];

- плотность спирта в нижней части колонны, при температуре 98 ⁰С =717,8 кг/м³ [5];

- плотность воды в верхней части колонны, при температуре 84 ⁰С =969,9 кг/м³ [5];

- плотность воды в нижней части колонны, при температуре 98 ⁰С =959,2 кг/м³ [5].

Тогда:

 кг/м³

кг/м³

Определяем объемные расходы фракций в верхней и нижней частях колонны:

(2.31)

м³/с

(2.32)

м³/с

, (2.33)

м³/с

(2.34)

м³/с

2.5 Определение скорости пара и диаметра колонны

Расчёт ведётся согласно по методике, приведённой в [6,7,10].

Допустимую скорость пара определяем отдельно для верхней и нижней частей колонны:

(2.35)

где - фактор вспениваемости жидкости;

- плотность жидкости и пара соответственно;

- коэффициент, зависящий от расстояния между тарелками.

Предварительно принимаем расстояние между тарелками =600 мм и коэффициент вспениваемости =0,75 [6].

Согласно [5] определяем значение коэффициента :

=0,08.

Определяем скорость пара в верхней части колонны:

м/с

Определяем скорость пара в нижней части колонны:

м/с

Ориентировочный диаметр для верхней и нижней частей колонны определяем из уравнения расхода:

(2.36)

м

м

Согласно рекомендациям [7] принимаем =1,6 м.

Пересчитываем действительную рабочую скорость газа в колонне:

(2.37)

м/с

м/с

2.6 Гидравлический расчёт тарелок

Расчёт ведётся согласно по методике, приведённой в [6].

Зададимся необходимыми данными для дальнейшего расчёта.

В общем случае при выборе давления в колонне необходимо учитывать как эксплуатационные, так и экономические показатели процесса ректификации. Однако если нет специальных требований к процессу, следует предпочесть работу ректификационной колонны под атмосферным давлением. По условию давление в укрепляющей и исчерпывающей частях колонны заданы

Расчётная температура - 100°С (максимальное значение по t-x-y-диаграмме - см. приложение А).

По справочным данным [6] определяем основные характеристики колпачковой тарелки для колонны диаметром D=1600 мм.

Таблица 2.2 Характеристики колпачковой тарелки ТСК-Р D=1600 мм

Периметр слива П, м	1,238
Площадь слива Fсл, м2	0,269
Площадь прохода пара F0, м2	0,219
Длина пути жидкости на тарелке lж, м	0,976
Зазор под сливным стаканом а, м	0,06
Количество колпачков m	66
Диаметр колпачка dк, мм	100

В задачу дальнейших гидравлических расчётов основных параметров тарелки входит определение высоты сливного порога h_пор, подпора жидкости над сливным порогом h_сл, высоты прорезей колпачка h_пр, сопротивления тарелки и общего сопротивления колонны.

Рис. 2.2 - Расчётная схема к гидравлическому расчёту колонны с колпачковыми тарелками

Высота подпора жидкости над сливным порогом:

h_сл= (2.38)

где - расход жидкости, протекающей через сливное устройство м³/с.

(2.39)

м³/с

(2.40)

м³/с

_сл м

_сл м

Высота прорезей в колпачках:

(2.41)

Примем [6, с. 231] колпачок с прямоугольными прорезями шириной b=4 мм. Количество прорезей в одном колпачке z=26.

м

м

Принимаем высоту прорези =45 мм [6].

В этом случае пар будет проходить через полностью открытые прорези.

Глубина барботажа:

h_гб (2.42)

_гб м

_гб м

Высота сливного порога:

h_гб-h_сл+h_пр+h_у (2.43)

В нашем случае высота установки колпачка h_у=10 мм.

м

м

Высота пены, образующейся на тарелке:

(2.44)

где - табличные коэффициенты, определяемые в зависимости от типа тарелки; =0,23;=4,4·10^-2;=4,6 [6, с.223, табл. 8.3]; у - поверхностное натяжение жидкости на границе с паром, Н/м;

у'=16·10^-3 Н/м; у"=15,5·10^-3 Н/м [6].

м

м

Относительный унос жидкости:

 (2.45)

где ,- табличные значения; =23·10^-5; =1,16 [6].

Следовательно, расстояние между тарелками выбрано верно.

Действительная нагрузка сливного устройства:

(2.46)

м³/с

м³/с

Действительная высота подпора жидкости (2.46) мало отличается от вычисленной ранее.

Проверим работоспособность сливного устройства тарелки.

Скорость жидкости в сливном устройстве:

(2.47)

м/с

м/с

Условие нормальной работы тарелки без её захлёбывания:

(2.48)

где , - табличные значения; =0,225; =0,8 [6].

Условие соблюдается и захлёбывания сливного устройства не произойдёт.

Скорость жидкости в зазоре между основанием тарелки и нижней кромкой сливного стакана:

(2.49)

Из приведённых расчётов следует, что выбранная однопоточная тарелка обеспечит нормальную работу сливных устройств.

Гидравлическое сопротивление тарелки:

, (2.50)

где - гидравлическое сопротивление сухой тарелки, Па;

- сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения, Па;

- сопротивление парожидкостного слоя на тарелке, Па.

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки:

(2.51)

где ж - коэффициент сопротивления;

- скорость пара в отверстиях тарелки, м/с.

Для колпачковой тарелки

(2.52)

(2.53)

м/с

м/с

Таким образом

Па

Па

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

(2.54)

где - эквивалентный диаметр, м.

(2.55)

м

Па

Па

Сопротивление парожидкостного слоя на тарелке:

(2.56)

где - перепад уровня жидкости на тарелке, м.

(2.57)

где - эквивалентный коэффициент сопротивления перетоку жидкости по тарелке.

Для колпачковых тарелок

(2.58)

м

м

Па

Па

Таким образом, общее сопротивление контактного устройства:

Па

Па

2.7 Определение количества тарелок и общего гидравлического сопротивления колонны. Определение высоты колонны

Расчёт ведётся согласно по методике, приведённой в [10,11].

Графический метод определения числа тарелок (приложение А) дал следующие результаты:

=10; =2.

Число реальных тарелок:

(2.59)

где - к.п.д. тарелки.

Определяем значение комплекса при средних величинах скорости пара и его плотности по высоте колонны:

Тогда =0,83 [6]

Следовательно

Определение к.п.д. тарелки и числа ступеней между равновесной и рабочей линиями процесса ректификации бинарной смеси является довольно неточным. Поэтому произведём расчёт количества тарелок с помощью ЭВМ по следующему алгоритму:

Число единиц переноса на тарелке

(2.60)

где- коэффициент использования площади тарелки;

(2.61)

Коэффициент обогащения для тарелки

(2.62)

где АС и ВС - отрезки, определяющие расстояние от кривой равновесия до рабочей линии и от кривой равновесия до кинетической кривой соответственно, при этом на кривой равновесия находятся точки С, а на кинетической кривой - точки В.

Число тарелок для всей колонны определяем графически в результате построения прямоугольных треугольников (ломаной ступенчатой линии) между кинетической кривой и рабочими линиями верхней и нижней частей колонны. При таком построении горизонтальная линия между кинетической кривой и рабочей точкой на диаграмме у-х представляет фактическое изменение концентрации спирта в жидкой фазе на одной тарелке, а вертикальная линия - фактическое изменение концентрации спирта в паровой фазе на той же тарелке. Число пересечений кинетической кривой соответствует числу тарелок.

Результат компьютерного расчёта (приложение В) дал =36; =3.

Согласно рекомендациям [8] питание подаётся на 28 тарелку.

Общее сопротивление колонны:

(2.63)

Па

Определяем высоту аппарата без опоры:

(2.64)

где - высота тарельчатой части;

- высота сепарационного пространства над верхней тарелкой, =0,8 м [6];

- высота кубовой части, =2 м [6].

(2.65)

где - количество тарелок,

- расстояние между тарелками.

м

Итого:

м

2.8 Определение диаметров патрубков для технологических штуцеров

Расчёт ведётся согласно по методике, приведённой в [5,7].

Диаметр штуцера:

(2.66)

где - объёмный расход соответствующей среды, м³с; - скорость движения среды, м/с.

Плотность среды определяется согласно выражению (2.28) при соответствующих температурных характеристиках.

1) Диаметр штуцера для ввода исходной смеси

 (2.67)

где =0,8-1,5 м/с [5]; принимаем =1,5 м/с;

м

Принимаем d_у=25 мм [4].

2) Диаметр штуцера для ввода флегмы:

(2.68)

где =1 м/с

м

Принимаем d_у=80 мм [4].

3) Диаметр штуцера для отвода кубовой жидкости из колонны:

(2.69)

где =1 м/с

м

Принимаем d_у=100 мм [4].

4) Диаметр штуцера для подвода пара из кипятильника:

(2.70)

где =10-20 м/с [3]; принимаем =20 м/с.

м

Принимаем d_у=350 мм [4].

5) Диаметр штуцера для отвода пара из верхней части колонны:

(2.71)

где =20 м/с.

м

Принимаем d_у=250 мм [4].

2.9 Выбор вспомогательного оборудования

Расчёт ведётся согласно по методике, приведённой в [5,7,8,10].

Дефлегматор эпюрационной колонны

(2.72)

где К=800 Вт/м²К [7].

⁰С

м²

Принимаем дефлегматор с F = 40 м² [8].

Куб - испаритель эпюрационной колонны

, (2.73)

где К=800 Вт/м²К [7]; Дt_CP=20⁰С.

Тогда

м².

Принимаем 2 испарителя с F = 25 м² [8].

Выбор насоса для подачи флегмы в эпюрационную колонну

Скорость движения жидкости в трубопроводе

(2.74)

м/с

Принимаем, что трубопровод стальной, коррозия небольшая, абсолютная шероховатость трубы Д=0,18·10^-3 м .

Расчитаем критерий Рейнольдса

(2.75)

(2.76)

2778<Re<155556

Коэффициент трения рассчитывается по формуле:

(2.77)

Коэффициенты местных сопротивлений:

· Вход в трубу о=0,5;

· Прямоточные вентили для d=0,05 м о=0,6·0,91=0,546;

· Отводы 3 шт. о=3·1,1=3,3;

· Выход из трубы о=1;

· Теплообменник о=26,8;

· Нормальный вентиль для d=0,05 м о=4,8.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений:

Потери напора рассчитаем по формуле:

м (2.78)

Напор насоса рассчитаем по формуле:

(2.79)

где Р₂ і Р₁ - перепад давлений в аппарате и трубопроводе (избыточное давление в аппарате);

Н_r - высота подъема жидкости;

м

Данные характеристики соответствуют осевому насосу ОГ 8-25 с подачей

Н= 8,0 м(данный насос располагается на два этажа ниже места входа флегмы в колону)

N= 24,15 1/с - частота вращения вала

з=0,86

3. РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ, ЖЕСТКОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ

3.1 Расчет толщины стенки корпуса аппарата

Расчёт ведётся согласно по методике, приведённой в [4,12].

Рис. 3.1 - Эскиз цилиндрической обечайки

Расчетная температура стенки корпуса аппарата равна наибольшей температуре среды в аппарате: tр=tmax=110 0C.

Определяем допускаемое напряжение в рабочих условиях:

(3.1)