1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1 Общая часть

1.1 Общие сведения о ректификации

1.2 Основные свойства бинарной смеси

1.3 Подбор технологической схемы ректификации

1.4 Подбор ректификационной колонны

1.5 Подбор внутреннего устройства ректификационной колонны

1.6 Выбор конструкционного материала для корпуса и опоры аппарата

2 Расчетная часть

2.1 Исходные данные

2.2 Расчет диаметра колонны

2.3 Расчет толщины стенок корпуса аппарата

2.4 Определение общей высоты колонны

2.5 Определение общей массы аппарата

2.6 Подбор днища

2.7 Подбор типа опоры аппарата

Заключение

Литература

Приложение

Введение

Ректификация - это массообменный процесс, который осуществляется в большинстве случаев в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами, аналогичными используемым в процессе абсорбции. Поэтому методы подхода к расчету и проектированию ректификационных и абсорбционных установок имеют много общего. Тем не менее ряд особенностей процесса ректификации (различное соотношение нагрузок по жидкости и пару в нижней и верхней частях колонны, переменные по высоте колонны физические свойства фаз и коэффициент распределения,) осложняет его расчет.

В процессе ректификации происходит непрерывный обмен между жидкой и паровой фазой. Жидкая фаза обогащается более высококипящим компонентом, а паровая фаза - более низкокипящим. Процесс массообмена происходит по всей высоте колонны между стекающей вниз флегмой и поднимающимся вверх паром. Что бы интенсифицировать процесс массообмена применяют контактные элементы, что позволяет увеличить поверхность массообмена. В случае применения насадки жидкость стекает тонкой пленкой по ее поверхности, в случае применения тарелок пар проходит через слой жидкости на поверхности тарелок.

Одна из сложностей заключается в отсутствии обобщенных закономерностей для расчета кинетических коэффициентов процесса ректификации. В наибольшей степени это относится к колоннам диаметром более 800 мм с насадками и тарелками, широко применяемым в химических производствах.

В настоящее время по мощностям и объему переработки нефти Россия занимает третье место в мире после США и Китая. В 2018 г. суммарные производственные мощности по первичной переработке нефти в России несколько снизились и составили 279 млн. тонн, что отчасти связано с началом активной модернизации установок и выводом мощностей по производству топлива ниже класса Евро-3. На фоне этого в 2018 г. значительно вырос объем первичной переработки нефти и достиг максимального значения за последние 20 лет - 265,8 млн. тонн.

Целью настоящей работы является проведение технологического расчета колонны с колпачковыми тарелками для ректификационной колонны для разделения бинарной смеси хлороформ - бензол.

Задачи:

- представить общие сведения о ректификации;

- описать основные свойства бинарной смеси;

- описать подбор технологической схемы и ректификационной колонны ;

- описать выбор конструкционного материала для корпуса и опоры аппарата;

- провести расчет колонны согласно исходным данным.

1 Общая часть

1.1 Общие сведения о ректификации

расчет колонна ректификационный

Ректификация представляет собой процессы тепло- и массообмена при непосредственном смешении жидкой смеси (флегмы) с парами при их многократной частичной конденсации и сепарации. В процессе ректификации флегма, опускаясь и вступая в тепло- и массообмена с парами, поднимающимися по колонне, испаряется за счет тепла конденсации паров и при этом обедняется легкокипящим компонентом, но обогащается высококипящим компонентом за счет частичной конденсации паров; пары же, наоборот, поднимаясь, обогащаются легкокипящим компонентом за счет испарения его из флегмы и обедняются высококипящим компонентом. В результате такого массообмена возможна глубокая разгонка бинарных и многокомпонентных смесей.

Дистилляция и ректификация - термический процесс разделения жидких смесей на их составные части, в котором из кипящей смеси выделяются пары, содержащие те же компоненты, но в другой пропорции. Обычно в парах процент содержания легкокипящих компонентов, при данном давлении имеющих более низкую температуру кипения, больше, чем в самой жидкой смеси. Дистилляцией называют перегонку смеси с полной конденсацией полученных паров, а ректификацией перегонку одной и той же смеси с многократными частичными конденсацией и сепарацией паров.

Бинарные смеси (растворы) с взаимно растворимыми компонентами. Растворы из полностью растворимых друг в друге жидкостей делятся на подчиняющиеся закону Рауля (идеальные) и имеющие положительное или отрицательное отклонение от закона Рауля (растворы с минимальной и максимальной температурами кипения).

Количество флегмы в килограммах, приходящееся на 1 кг пара в любом рассматриваемом сечении колонны, называется флегмовым числом. В расчетах по всей колонне принимают постоянное флегмовое число. В действительности оно может изменяться в зависимости от интенсивности процессов тепло- и массообмена на отдельных тарелках.

Характеристика процессов на отдельных тарелках может изменяться также в зависимости от режима работы колонны.

1.2 Основные свойства бинарной смеси

Ацетон, пропанон (от лат.Acetum уксус) - первый представитель гомологического ряда алифатических кетонов. Формула (CH3)2CO. Бесцветная летучая жидкость с характерным запахом. Неограниченно смешивается с водой и полярными органическими растворителями, также в ограниченных пропорциях смешивается с неполярными растворителями.

Ацетон является одним из продуктов метаболизма в живых организмах, в частности, у человека. Он является одним из компонентов так называемых ацетоновых тел, которых в крови здорового человека содержится крайне мало, однако при патологических состояниях (длительное голодание, тяжелая физическая нагрузка, тяжелая форма сахарного диабета) их концентрация может значительно повышаться и достигать 20 ммоль / л (кетонемия).

Ацетон является ценным промышленным растворителем и благодаря небольшой токсичности он получил широкое применение при производстве лаков, взрывчатых веществ, лекарственных средств. Он является исходным сырьем в многочисленных химических синтезах. Ацетон является очень полезным для мытья химической посуды.

Бензол (C6H6, PhH) - ароматический углеводород. Входит в состав бензина, широко применяется в промышленности, является исходным сырьём для производства лекарств, различных пластмасс, синтетической резины, красителей. Бензол один из наиболее распространенных химических продуктов и самое распространенное ароматическое соединение. В физическом весе пластмасс около 30%, в каучуках и резинах - 66%, в синтетических волокнах - до 80% приходится на ароматические углеводороды, родоначальником которых является бензол.

Бензол это бесцветная жидкость со своеобразным нерезким запахом. Температура плавления 5,5 °C, температура кипения 80,1 °C, плотность 0.879 г/смі, молекулярная масса 78,11г/моль. С воздухом образует взрывоопасные смеси, хорошо смешивается с эфирами, бензином и другими органическими растворителями, с водой образует смесь с температурой кипения 69,25 °C. Растворимость в воде 1.79 г/л (при 25°C). Токсичен, опасен для окружающей среды, огнеопасен.

Бензол входит в состав сырой нефти, но в промышленных масштабах по большей части синтезируется из других её компонентов.

Бензол по составу относится к ненасыщенным углеводородам (гомологический ряд CnH2n-6), но в отличие от углеводородов ряда этилена C2H4, при жёстких условиях проявляет свойства присущие насыщенным углеводородам, более склонен к реакциям замещения. Свойства бензола объясняются наличием в его структуре сопряжённого р-электронного облака.

В зависимости от технологии производства получают различные марки бензола. Бензол нефтяной получают в процессе каталитического риформинга бензиновых фракций, каталитического гидродеалкилирования толуола и ксилола, а также при пиролизе нефтяного сырья.

Транспортировку бензола осуществляют в железнодорожных цистернах и автоцистернах, на баржах и в металлических бочках. Перекачивание из одного сосуда в другой происходит в закрытой системе, так как бензол ядовит.

В зависимости от технологии производства и назначения установлены следующие марки нефтяного бензола: высшей очистки, очищенный и для синтеза. Нормы для марок регламентированы ГОСТ 9572-93.

ГОСТ 8448-61 распространяется на каменноугольный и сланцевый бензол, получаемый в процессе термической переработки каменных углей и сланцев. Выпускается двух марок: для синтеза и для нитрации.

Бензол сырой каменноугольный представляет собой смесь, содержащую 81-85% бензола, 10-16% толуола, 1-4% ксилола. Содержание примесей не регламентируются.

ГОСТ 5955-75 соответствует бензолу как химическому реактиву, применяемому в лабораториях.

1.3 Подбор технологической схемы ректификации

Принципиальная схема ректификационной установки.

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 ХF.

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 Хw, 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 Хp, 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).

Рисунок 1 -Принципиальная схема ректификационной установки

1-Емкость для исходной смеси; 2- насос; 3 - подогреватель; 5 - колонна;

4 - Кипятильник; 6 - дефлегматор; 9 - холодильник; 12 - сборник дистиллята; 11 - сборник кубового остатка.

1.4 Подбор ректификационной колонны

Ректификационные установки разделяются на действующие периодически и непрерывно. В периодически действующих установках в перегонный куб заливают смесь с некоторой средней концентрацией летучего компонента. После отгонки части летучего компонента жидкость, содержащую в основном тяжелый компонент, сливают из куба и заполняют последний вновь первоначальной смесью.

Недостатком таких установок является большой расход тепла, вызванный необходимостью периодического прогрева аппаратов и потерями тепла с удаляемой из перегонного куба нагретой смесью после ее разгонки. Кроме того, в процессе перегонки жидкая смесь в кубе беднеет летучим компонентом и для обогащения паров необходимо увеличивать количество флегмы, вследствие чего увеличиваются расходы тепла и охлаждаю щей воды на дефлегматор. Необходимо отметить и большие трудности автоматизации таких установок. Поэтому ректификационные установки периодического действия применяются только при малых масштабах производства, а также в тех случаях, когда требуется почти полное разделение компонентов (например, при разделении смеси ацетон-бензол).

В непрерывно действующую ректификационную установку смесь, подлежащая разгонке, подается без перерыва. Наиболее простыми являются установки для разгонки бинарных смесей. В этой установке ректификационная колонна делится на две части: нижнюю, так называемую исчерпывающую, колонну, в которой во многих случаях летучий компонент отгоняется почти полностью в верхнюю часть колонны, а кубовый остаток с нелетучим компонентом сливается, и верхнюю -- укрепляющую -- колонну.

Устройство и принцип работы установки такие же, как и в установках периодического действия, с той лишь разницей, что в этой установке из дефлегматора в ректификационную колонну возвращается постоянное количество флегмы и непрерывно отбирается постоянное количество готового продукта с определенным процентным содержанием летучего компонента. Правая часть схемы ничем не отличается от рассмотренной схемы периодически действующей установки.

В первой ступени схемы в остатке получается смесь с большим содержанием высококипящего компонента С, а часть дистиллята с более летучими компонентами А и В поступает во вторую ступень. Во второй ступени в остатке получается компонент В, а caмый летучий из трех -- компонент А -- поступает в конденсатор второй ступени.



Рисунок 2 - Схема ректификационной колонны

В зависимости от температуры кипения подвергающихся разделению жидких смесей ректификационные установки могут работать:

а) при атмосферном давлении -- для жидких смесей с температурами кипения при атмосферном давлении от 30 до 200° С (этиловый спирт, бензол и др.);

б) при вакууме-- для жидких смесей с температурами кипения при давлении 0,1 МПа выше 200° С (нитротолуолы, нитрохлорбензолы, некоторые продукты перегонки нефти и др.);

в) под давлением -- для жидких смесей с температурами кипения при давлении 1 кгс/см2 (абс.) ниже 30°С (некоторые углеводороды, альдегиды и т. п.).

Применение вакуума дает возможность использовать для перегонки высококипящих смесей греющий пар с относительно низкими параметрами, что имеет большое практическое значение.

1.5 Подбор внутреннего устройства ректификационной колонны

В тарельчатых колонных аппаратах используются тарелки двух типов: с организованным и неорганизованным переливом жидкости с тарелки на тарелку. Основные типы тарельчатых колонных аппаратов с организованным переливом жидкости: колпачковые типы ТСК - 1, ТСК - Р, ТСК - РЦ, ТСК - РБ,

Колпачковые тарелки

Рисунок 3 Устройство колпачковой тарелки: 1 - пластина; 2 - сливной стакан; 3 - колпачок; 4 - паровой патрубок; 5 - прорези колпачка; 6 - кольцевое пространство; 7 - подпорная перегородка; 8 - стенка колонны

Колпачковая тарелка представляет собой перфорированную пластину 1 с патрубками 4 и прикрывающими их колпачками 3 со щелями 5 (прорезями). По патрубкам, кольцевому пространству 6 и через щели пары вводятся под слой жидкости на тарелке. Постоянство уровня жидкости обеспечивается подпорными перегородками 7. Избыток флегмы по сливным стаканам 2 перетекает на нижележащую тарелку.

1.6 Выбор конструкционного материала для корпуса и опоры аппарата

Химические продукты в той или иной мере вызывают коррозию материала аппарата, поэтому для изготовления их применяют различные металлы (железо, чугун, алюминий) и их сплавы. Наибольшее применение находят стали. Стали с низким содержанием углерода хорошо штампуются, но плохо обрабатываются резанием. Добавки легирующих элементов улучшают качество сталей и придают им особые свойство.

Хромоникелевые стали обладают коррозионной стойкостью в агрессивных средах, чем хромистые нержавеющие стали. Поэтому для проведения процесса ректификации смеси бензол - толуол подойдет аппарат, изготовленный из марок сталей 12Х18Н9Т, 08Х18Н10Т, 08Х17Н13М2Т.

Колонный аппарат имеет большую массу, приходящуюся на небольшую площадь опоры. Колонны, устанавливаемые под открытым небом, подвергаются действию ветровых нагрузок, поэтому они имеют массивные кольцевые опоры.

Опорную плиту укрепляют вертикально ребрами жесткости, которые в верхней части иногда дополнительно связываются кольцом. Высота кольцевой опоры определяется конструктивными соображениями. В некоторых случаях опора получается до 56 м. Для доступа внутрь опоры и вывода трубопроводов в обечайке делаются отверстия. Края отверстий обязательно укрепляются кольцами жесткости. Если колонна монтируется между перекрытиями, ее устанавливают на боковую кольцевую опору, приваривают к боковой стенке колонны. Стенки колонны в месте установки опоры делают утолщенными или укрепляют кольцевой накладкой.

Для процесса ректификации подойдет опора, изготовленная из СтЗ.

Марка: 12Х18Н10Т (старое название Х18Н10Т) (заменители: 08Х18Г8Н2Т, 10Х14Г14Н4Т, 12Х17Г9АН4, 08Х22Н6Т, 08Х17Т, 15Х25Т, 12Х18Н9Т)

Класс: Сталь конструкционная криогенная

Использование в промышленности: детали, работающие до 600 °С. Сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот. Растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от --196 до + 600 °С., а при наличии агрессивных сред до +350 °С.; сталь аустенитного класса

Твердость материала ст.3: HB 10 -1 = 131 МПа

Свариваемость ст 3: без ограничений

Флокеночувствительность стали ст.3: не чувствительна

Склонность к отпускной хрупкости: не склонна

Конструкционную углеродистую сталь обыкновенного качества Ст3 применяют для изготовления несущих и ненесущих элементов для сварных и не сварных конструкций, а также деталей, работающих при положительных температурах. Листовой и фасонный прокат 5 категории (до 10мм) - для несущих элементов сварных конструкций предназначенных для эксплуатации в диапазоне от -40 до +425 °С. при переменных нагрузках.

Сплав Ст3 содержит: углерода 0,14-0,22%, кремния 0,05-0,17%, марганца - 0,4-0,65%, никеля, меди, хрома до 0,3% , мышьяка до 0,08%, серы и фосфора - до 0,05 и 0,04% соответственно.

1. При расчетных температурах ниже 20°С допускаемые напряжения принимают такими же, как и при 20°С, при условии допустимого применения материала при данной температуре.

2. Допускаемые напряжения для поковок из стали марки 12Х18Н10Т умножают на 0,83 при температурах до 550°С.

3. Допускаемые напряжения для сортового проката из стали марки 12Х18Н10Т умножают на отношение Rр0,2 / 240 при температурах до 550°С, где Rр0,2 предел текучести материала сортового проката определен по ГОСТ 5949.

Для стали 12Х18Н10Т ГОСТ 5632 86 при рабочей температуре в колонне tап = 88 ?С имеем: у* = 152 МПа

Поправочный коэффициент принимаем з = 0,83

2 Расчетная часть

2.1 Исходные данные

Смесь: хлороформ-бензол;

Скорость пара w1,2 м/с;

Массовый расход пара G-1060 кг/с;

Плотность пара сn456 кг/м3;

Рабочее давление в аппарате Р0,235Мпа;

Рабочая температура в колонне tап880С;

2.2 Расчет диаметра колонны

диаметр колонны находим из уравнения расхода (м):

(2.1)

гдеW скорость пара (газа) в колонне, м/с

сп плотности пара (газа), кг/м3.

р геометрическая постоянная (р =3,14);

Gмассовый расход пара (газа), кг/с.

D = = 0,405м

Полученные данные округляем до целого числа в большую сторону в соответствии с размерным рядом:400-600-800-1000-1200-1400-1600-1800-2000-2400-2600-2800-3000-3200-3600-3800-4000(мм)

D= 0,4 м

2.3 Расчет толщины стенок корпуса аппарата

Обечайка - это цилиндрический корпус аппарата, который работает, как правило, под избыточным внутренним или внешним давлением. По подобранному материалу выбрать в соответствии с таблицами.

Опоры для аппаратов в химической промышленности выбираются из расчета максимальной нагрузки, которую опора должна выдержать, во время испытания. Материал опоры выбирается в зависимости от температуры рабочей среды, емкости аппарата и т.д. Выберем сталь Ст3 сп3 ГОСТ 380-71.

Толщина стенки обечайки рассчитывается по уравнению:

( 2.2)

где  - давление в аппарате, МПа;(МПа=10,197 кгс/см2 )-(см.таб№1исх.данные) единицы необходимо перевести из кгс/см2 в МПа

 - диаметр обечайки, мм;(см.расчет)

 в- предельно допускаемое временное напряжение МПа см.таблицу 3;

- коэффициент прочности сварного шва, примем равным=1 единице;1

Размещено на http://www.allbest.ru/

S = + 2,21 = 2, 34 см

Расчет прибавки:

С = С1+С2+С3 (2.3)

С1- прибавка на коррозию и эрозию, примем 1,0 мм;

С2- прибавка на минусовое отклонение по толщине листа, примем 0,7 мм;

С3- технологическая прибавка, примем 0,51 мм.

С = 1,0+0,7+0,51 = 2,21мм

2.4 Определение общей высоты колонны

Н =- 1) h + Zв+ Zн (2.4)

где действительное число тарелок, шт;

h - расстояние между тарелками, м;

Zв + Zн - расстояние между верхней тарелкой и крышкой колонны и между днищем колонны и нижней тарелкой, м.

Н = (15 - 1) 400 + 1000 + 2000 = 8 600 мм

2.5 Определение общей массы аппарата.

Масса корпуса (кг):

(2.5)

где Нвысота аппарата, м;

р геометрическая постоянная (р =3,14);

Dдиаметр колонны, м ;

sтолщина стенки, м;

сплотность стали, для легированной стали 12Х18Н9Т=7850 кг/ м3 .

Мк=8,63,140,40,0237850= 1950 кг

Масса крышки и днища (кг):

(2.6)

где Dдиаметр колонны, м ;

sтолщина стенки, м

сплотность стали, для например легированной стали

12Х18Н9Т =7850 кг/м3 .

Мкр=20,420,0237850=57,8 кг

Масса тарелок (кг):

(2.7)

где Nдействительное число тарелок см. расчет высоты =nд;

mmмасса одной тарелки =118,3кг.

Мm=15 118,3 = 1774,5 кг

Масса воды при испытании

Масса воды при испытании рассчитывается по формуле:

Mв= р• D• S• pв (2.8)

где р - геометрическая постоянная (р =3,14);

D - диаметр колонны, м;

s - толщина стенки, м;

св - плотность воды,1000 кг/м2 .

Mв= 3,14 • 0,4 • 0,023•1000

Mв= 28,9 кг

Масса общая аппарата, кг;

(2.9)

где Мm-масса тарелок, кг (см. расчет);

Мк-масса корпуса, кг(см.расчет);

Мкр масса крышки и днища, кг(см.расчет);

МB масса воды залитой в колонну при испытании, кг(см.расчет);

Мп конструктивный запас от 10%до 15%, кг;

Мп=0,15 (Мк+Мкр+Мт+Мв) (2.10)

Мп=0,15(1950 + 57,8 + 1774,5 + 29,8)= 571,9 кг

Мап=1950 + 57,8 + 1774,5 + 29,8+571,9 = 4 384 кг

2.6 Подбор днища

Рисунок 4-эллиптическое днище

Материал днища и крышки выбираем такой же, как и материал корпуса, т.е. сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632 2014

Толщина стенки эллиптического днища (крышки), нагруженного внутренним давлением определяется по формуле:

(2.11)

где R радиус кривизны в вершине днища (для стандартных днищ R = D)

В рассматриваемом случае имеем:

где р расчетное давление ,Мпа;

[у] -допускаемое напряжение, Мпа;

R = D -диаметр корпуса, мм;

c общая конструктивная прибавка, мм;

При D > 400 мм заготовка днища выполняется сварной, следовательно, принимая сварку автоматическую имеем ц = 1

Из условия прочности, толщину стенки крышки и днища принимаем равной10 мм.

Толщина днища должна быть не меньше толщины обечайки, принимаем толщину днища равной толщине обечайки.

Пример условного обозначения днища Dв=400 мм, толщины стенки S=10мм и высота Hв=400мм:Днище 400- 10-400 ГОСТ 6533 78

2.7 Подбор типа опоры аппарата

При приварке опор к днищам, сваренным из отдельных частей, в обечайках опор необходимо предусмотреть вырезы, позволяющие иметь доступ к сварным радиальным швам на днищах. В этом случае отверстия для вентиляции не предусматриваются.

По полученным размерам диаметрам фундаментного кольца подбираем уточненные размеры опоры и ее обозначение. Максимальное напряжение на опорной поверхности фундаментного кольца при максимальном весе Qmax и при рабочем весе Qр аппарата (МПа)и соответствующих изгибающих моментах M от действия ветровых и весовых сил принимаем 60кН_мили0,6Кн_см :

(2.12)

, (2.13)

(2.14)

опорная площадь фундаментного кольца, м2;

где D1 внутренний диаметр опорного фундаментного кольца, м;

D2 наружный диаметр, м

(2.15)

момент сопротивления изгибу опорной площади фундаментного кольца, .

где - опорная площадь фундаментного кольца,

где D1 - внутренний диаметр опорного фундаментного кольца, м;

D2 - наружный диаметр, м;

момент сопротивления изгибу опорной площади фундаментного кольца.

Для цилиндрических аппаратов внутренний и наружный диаметры фундаментного кольца обычно принимают равным, соответственно:

, м

где kо - коэффициент, определяемый графически и зависящий от диаметра аппарата;(0,18-0,2)

Dн - наружный диаметр аппарата, м.

При установке аппарата на бетонном фундаменте максимальное напряжение уmax не должно превышать у допускаемое напряжение на сжатие для бетона соответствующей марки. Последнее принимают с коэффициентом запаса, равным примерно 2,5 по отношению к расчетному пределу прочности. При расчете учитывать единицы измерения.

уmax ? у

Рисунок 7- Схема к расчету нагрузки на фундаментное кольцо

Так как рассчитываемый нами аппарат вертикальный, то выбираем для него цилиндрическую опору, тип 2, диаметром 400 мм и высотой 1200мм .



Рисунок 8- цилиндрическая опора

На рисунке 8 показана конструкция опоры 2 типа

Обозначение опоры: Опора 2-400-0,63-0,32-1200 АТК 24.200.04-90.

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта был произведен расчет ректификационной колонны с колпачковыми элементами для ректификации разделения двухкомпонентной смеси ацетон-бензол.

В результате чего:

- подобрана тарельчатая колонна где применяются сетчатые тарелки количеством 15 штук тарелок ТСК-Р;

- подобран материал для корпуса аппарата 12Х18Н10Т;

- подобран материал для основания Ст3;

-подобрана опора Типа 2 Опора 2-400-0,63-0,32-1200 АТК 24.200.04-90.

В результате расчетов получено: высота колонны Н равна 8,6 м; толщина стенок корпуса 60 мм; масса аппарата 4 384 кг; рассчитан диаметр 400 мм; толщина обечайки 2,20 мм; эллиптическое днище: Днище - 400-60-400 ГОСТ № 6533-78

Ректификация - это массообменный процесс, который осуществляется в большинстве случаев в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (насадки, тарелки), аналогичными используемым в процессе абсорбции. Поэтому методы подхода к расчету и проектированию ректификационных и абсорбционных установок имеют много общего.

В процессе ректификации происходит непрерывный обмен между жидкой и паровой фазой. Жидкая фаза обогащается более высококипящим компонентом, а паровая фаза - более низкокипящим. Процесс массообмена происходит по всей высоте колонны между стекающей вниз флегмой и поднимающимся вверх паром. Что бы интенсифицировать процесс массообмена применяют контактные элементы, что позволяет увеличить поверхность массообмена. В случае применения насадки жидкость стекает тонкой пленкой по ее поверхности, в случае применения тарелок пар проходит через слой жидкости на поверхности тарелок.

Бензол (C6H6, PhH) - ароматический углеводород. Входит в состав бензина, широко применяется в промышленности, является исходным сырьём для производства лекарств, различных пластмасс, синтетической резины, красителей. Бензол один из наиболее распространенных химических продуктов и самое распространенное ароматическое соединение. В физическом весе пластмасс около 30%, в каучуках и резинах - 66%, в синтетических волокнах - до 80% приходится на ароматические углеводороды, родоначальником которых является бензол.

Ректификационные установки разделяются на действующие периодически и непрерывно. В периодически действующих установках в перегонный куб заливают смесь с некоторой средней концентрацией летучего компонента. После отгонки части летучего компонента жидкость, содержащую в основном тяжелый компонент, сливают из куба и заполняют последний вновь первоначальной смесью.

Литература

1. И.Ю.Быков Эксплуатация и ремонт машин и оборудования нефтяных промыслов.-М.: ИД «ЦентрЛитНефтеГаз»,2012.-371с

2. С.В.Вержичинская,Н.Г.Дигунов.Химия и технология нефти и газа.-М.:ИД «Форум»,2012.-400с.

3. Л.Лефлер Уильям. Переработка нефти.-М.:ЗАО «Олимп-Бизнес»,2011.-224с.

4. А.В.Сугак Оборудование нефтеперерабатывающего производства-М.:ИЦ«Академия»,2012.-336с

5. В.С.Котельников.Устройство и безопасная эксплуатация сосудов под давлением. -М.:ИНФРА-М, 2012.-72с

6. И.И.Поникаров.Расчет машин и аппаратов химических производств и нефтепереработки. -М.:Альфа -М,2012-720с

7. http://rushim.ru/books/physchemie/jarov.djvu

8. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. - М.: Химия, 1981 - 352с. ил.

Дополнительные источники:

1. Гуреева М.А. Экономика нефтяной и газовой промышленности- М.: Издательский центр «Академия», 2018 - 240с.

2. ПБ08-624-03. Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности. Спб.: ДЕАН, 2012. -320с.

Размещено на Allbest.ru