Расчет кипятильника ректификационной установки - Курсовая работа

Ректификация - массообменный процесс разделения однородной смеси летучих компонентов, осуществляемый путем противоточного взаимодействия паров, образующихся при перегонке, с жидкостью, образующейся при конденсации этих паров. Разделение жидкости смеси основано на различной летучести веществ. При ректификации исходная смесь делится на две части: дистиллят - смесь, обогащенную низкокипящим компонентом, и кубовый остаток - смесь, обогащенную высококипящим компонентом.Исходная смесь из промежуточной емкости 1 центробежным насосом 2 подается в теплообменник 3, где 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.В кожухотрубчатых испарителях в трубном пространстве кипит жидкость, а в межтрубном пространстве может быть жидкий, газообразный, парообразный, парогазовый или парожидкостной теплоноситель.Рассчитать и подобрать нормализованную конструкцию кипятильника куба колонны.Для высоко кипящего компонента: t2 = 61,2°С - температура кипения хлороформа [2, табл. m2 = 0,00039 Па*с - динамический коэффициент вязкости [2, табл. XLV]. кг/м3, где ? - плотность паров при атмосферном давлении, М - молярная масса хлороформа, Тк - температура кипения хлороформа. кг/м3. Для греющего пара: В качестве теплоносителя используется насыщенный водяной пар давлением 0.1 МПА. r1 = 2264000 Дж/кг - уд. массовая теплота конденсации [2, табл.Для определения коэффициента теплоотдачи от пара, конденсирующегося на наружной поверхности труб высотой Н, используем формулу: , где Коэффициент теплоотдачи к кипящей в трубах жидкости определяем по формуле: где - теплопроводность заданной жидкости, Вт/ (м К); Решив это уравнение относительно q, находим требуемую поверхность: Определяем тепловую нагрузку аппарата: Средняя разность температур: Величина поверхности теплообмена по общему уравнению теплопередачи: В соответствие с таблицей II.1 [1] принимаем значение коэффициента теплопередачи Кор=1400 Вт/ (м2*К). Тогда ориентировочное значение требуемой поверхности составит: В соответствии с таблицей II.6 [1], поверхность близкую к ориентировочной, могут иметь испарители высотой труб H= 3,0 м и диаметром кожуха D = 0,6 м, и Н=4,0 м, D=0,6 м. Примем второе значение q2=65000 Вт/м2: Третье, уточненное, значение q3 определим в точке пересечения с осью абсцисс хорды, проведенной из точки 1 (; - 4,45) в точку 2 (65000; 0,938) сечения осью абсцисс хорды, проведенной из точки 1 для зависимости f (q) от q: .Выбранный испаритель является кожухотрубчатым по ГОСТ 15149-79 с размерами: D = 600 мм - диаметр кожуха; DH = 20X2 мм - диаметр труб;Толщину тепловой изоляции du определяем из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду: где тст2 - температура изоляции окружающей среды (тст2 = 350C); Выберем в качестве материала для тепловой изоляции асбест: ?u = 0,151 Вт/ (м*К).В данной работе подобрана нормализованная конструкция кипятильника куба колонны, рассчитана поверхность теплообмена кипятильника, была подобрана тепловая изоляция кипятильника, составлена схема ректификационной установки.Размещено на .

Содержание

Введение

1. Описание технологической схемы

2. Описание конструкции аппарата

3. Технологический расчет

3.1 Цель расчета

3.2 Выбор конструкции аппарата

3.2.1 Исходные данные для расчета

3.2.2 Предварительный расчет

3.2.3 Выбор оптимального испарителя

3.2.4 Расчет тепловой изоляции испарителя

Заключение

Литература

Приложение 1

Ректификация - массообменный процесс разделения однородной смеси летучих компонентов, осуществляемый путем противоточного взаимодействия паров, образующихся при перегонке, с жидкостью, образующейся при конденсации этих паров.

Разделение жидкости смеси основано на различной летучести веществ. При ректификации исходная смесь делится на две части: дистиллят - смесь, обогащенную низкокипящим компонентом, и кубовый остаток - смесь, обогащенную высококипящим компонентом.

Процесс ректификации может протекать при атмосферном давлении, а также при давлениях выше и ниже атмосферного. Под вакуумом ректификацию проводят, когда разделению подлежат жидкие высококипящие смеси. Повышенное давление применяют для разделения смесей находящихся в газообразном состоянии при более низком давлении. Атмосферное давление применяют при разделении смесей, имеющих температуру кипения от 30 до 150°С.

Степень разделения смеси жидкости на составляющие компоненты и чистота получаемых дистиллята и кубового остатка зависят от того, насколько развита поверхность контакта фаз, от количества подаваемой на орошение флегмы и устройства ректификационной колонны.

Целью курсовой работы является рассчитать и подобрать кипятильник ректификационной установки, рассчитать тепловую изоляцию кипятильника.

В данной работе подобрана нормализованная конструкция кипятильника куба колонны, рассчитана поверхность теплообмена кипятильника, была подобрана тепловая изоляция кипятильника, составлена схема ректификационной установки.

1. "Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию", Дытнерский Ю.И., М.: Химия, 1983.

2. "Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов", П.Г. Романков. Л.: Химия, 1987.

3. "Основные процессы и аппараты химической технологии", Касаткин А. Г.,: Химия, 1971.