Расчет ректификационной колонны - Курсовая работа

.3 Устройство основного аппарата 1.4 Технологическая обвязка аппарата по ГОСТ 1.5 Техника безопасности при обслуживании оборудованияРектификация получила широкое распространение во многих отраслях промышленности для разделения однородных жидких смесей с различной температурой кипения образующих их жидкостей. Получение практически чистых компонентов может быть осуществлено ректификацией - разделения однородных смесей не находящихся в термодинамическом равновесии, на составляющие вещества или группы составляющих веществ в результате противоточного взаимодействия паров, образующихся при перегонке, с жидкостью, образующейся при конденсации этих паров. При этом пар при движении постоянно обогащается низкокипящим (легколетучим) компонентом, а жидкость - высококипящим (труднолетучим) компонентом. Процесс не может протекать бесконечно и наступает состояние фазового равновесия, наступающего, когда скорости перехода компонента из одной фазы (газ (пар) или жидкость) в другую становятся равными. При ректификации исходная смесь делится на две части: дистиллят - смесь, обогащенную низкокипящим компонентом (НК), и кубовый остаток - смесь, обогащенную высококипящим компонентом (ВК).Такой способ заполнения аппарата насадкой называется загрузкой в укладку, а загружаюемую таким способом насадку - регулярной. Вместе с тем, для эффективной работы она должна удовлетворять следующим требованиям: 1) хорошо смачиваться орошающей жидкостью; 2) оказывать малое гидравлическое сопротивление паровому патоку; 3) создавать возможность для высоких нагрузок аппарата по жидкости и пару; 4) иметь малую плотность; 5) равномерно распределять орошающую жидкость; 6) быть стойкой к агрессивным средам; 7) обладать высокой механической прочностью; 8) иметь невысокую стоимость. а б г в По всей высоте слоя насадки равномерное распределение жидкости по сечению колонны не достигается, поскольку изза разного гидравлического сопротивления насадки и влияния пристеночных эффектов, она имеет тенденцию растекаться от центральной части колонны к ее стенкам. Поэтому для улучшения смачивания насадки в колоннах большого диаметра насадку иногда укладывают слоями (секциями) высотой 2 - 3 м и под каждой секцией, кроме нижней, устанавливают перераспределитель жидкости 3. Накопление жидкости происходит до тех пор, пока сила трения между стекающей жидкостью и поднимающимися по колонне парами не уравновесит силу тяжести жидкости, находящейся в насадке при этом наступает обращение (или инверсия) фаз (жидкость становится сплошной фазой, а пар - дисперсной).Жидкость подается сверху вниз, движется вдоль тарелки от одного сливного устройства к другому. Пар проходит снизу через прорези колпачков и затем попадает в слой жидкости на тарелке, высота которого регулируется высотой сливного порога. а) две соседние тарелки; б) капсульный колпачок; в) формы капсульных клопачков; 1-тарелки; 2-газовые (паровые) патрубки; 3-круглые колпачки; 4-переточные перегородки (или трубы) с порогами; 5-гидравлические затворы; 6-корпус колонны В колоннах с колпачковыми тарелками (рисунок 6) находятся тарелки 1 с патрубками 2, закрытые сверху колпачками 3 (число колпачков на тарелке определяется ее конструкцией). Жидкость перетекает с тарелки на тарелку через переливные трубы 4. уровень жидкости на тарелке соответствует высоте, на которую верхние концы переливных труб выступают над тарелкой. Чтобы газ не попадал в переливные трубы и не препятствовал таким образом нормальному перетоку жидкости с тарелки на тарелку, нижние концы переливных труб опущены ниже уровня жидкости.4 - распределительный стакан; 5 - испаритель; 6 - сборник кубового остатка; 7 - центробежный насос1.5.1 Ректификационные колонны перед пуском должны быть осмотрены, проверена исправность и готовность к работе всех связанных с ними аппаратов и трубопроводов, исправность контрольно-измерительных приборов, регуляторов температуры и давления в колонне, измерителей уровня жидкости в нижней части колонны приемниках ректификата, ректификационных емкостях и емкостях остатка. 1.5.4 Для улавливания жидкости, которая может быть выброшена вместе с парами и газами через предохранительный клапан наружу на линии за предохранительном клапаном следует иметь сепаратор. 1.5.5 В зимнее время на открытых установках не реже одного раза в смену необходимо проверять состояние колонны, продуктопроводов, водяных линий, дренажных отростков на паропроводах и аппарата, спускных линий и т.п. 1.5.7 Чистку внутренней поверхности колонны следует вести осторожно неискрящими инструментами. 1.5.10 В цехах или на открытых установках необходимо проверять наличие первичных средств пожаротушения и исправность имеющихся стационарных или полустационарных систем пожаротушения.Исходные данные: Производительность ректификационной колонны для разделения смеси трихлорэтан-дихлорэтан, кг/ч 86002.1.2 Материальный баланс колонны рассчитываем согласно/2, с.114/ по формуле: (2.1) где F - количество исходной смеси, кг/с 2.1.3 Материальный баланс низкокипящего компонента: F•XF = P•XP

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Теоретические основы процесса

ВВЕДЕНИЕ

Химизация - процесс производства и применения химических продуктов - одна из высших стадий развития общественных производительных сил.

На всех этапах промышленного развития химия и химические методы обработки предметов труда играли революционизирующую роль. За последние 20 - 30 лет в результате крупных достижений химической науки и техники значение и роль химической промышленности в народном хозяйстве еще более возросли. Она оказывает огромное влияние на развитие материально - технической базы общественного производства. Современная химическая промышленность по масштабам производства и технической базы, по технологии и отраслевой структуре, по экономической роли в развитии общества поднялась на качественно- новую ступень.

Роль современной химической промышленности заключается, прежде всего, в том, что она становится все расширяющимся источником получения искусственным путем новых материалов, новых видов сырья, либо дополняющих, либо заменяющих природное сырье. Искусственные и синтетические полимеры становятся все более массовыми конструкционными материалами. В результате химическая промышленность превращается в источник получения материалов, которые образуют материальную субстанцию орудий труда и предметов потребления.

Значительна роль химии в решении главной экономической задачи - повышении материального благосостояния людей. /9, с. 10/

Все сферы жизни и деятельности людей их здоровье, питание, одежда, жилище и быт связаны с химической продукцией. Общее число известных химических соединений используемых для этих целей оценивается близким к 4,5 млн., в том числе около шестидесяти тысяч неорганических соединений.

Важнейшим преимуществом применения химических процессов и материалов является возможность создания материалов с заранее заданными свойствами, обладающих легкостью и прочностью, антикоррозионными и диэлектрическими свойствами, способностью работать в экстремальных условиях.

Без использования химических процессов и материалов невозможно было бы создание таких прогрессивных отраслей народного хозяйства, как атомная энергетика, электроника, космическая техника, ракетостроение, а также развитие принципиально новых технических направлений в авиации, радиотехнике и электронике, в приборо- и машиностроении.

Среди отраслей промышленности, где особенно прогрессирует химизация, следует в первую очередь указать машиностроение, которое является основой технического перевооружения всех отраслей народного хозяйства. Расширение сферы химизации в машиностроении достигается за счет конструирования из химических материалов деталей, машин и механизмов, что ведет к уменьшению габаритов и снижению массы, повышению их надежности и долговечности, увеличению производительности, улучшению качества и эксплуатационных свойств, а также высвобождению дефицитных и дорогостоящих материалов.

Особенно широко используются в машиностроении пластмассы и синтетические смолы, синтетический каучук и резины, химические волокна и изделия из них, краски и лаки.

Применение пластмасс и синтетических смол в электронной технике способствовало микроминиатюризации и миниатюризации ее продукции, что в свою очередь, обеспечило технический прогресс в производстве электронно-вычислительных машин, транзисторов, радио- и телевизионной аппаратуры.

Полимерные материалы в значительной мере определяют технический прогресс в электротехнике. Использование эпоксидных и кремнийорганических смол в качестве изоляционных материалов позволило значительно повысить мощность электродвигателей, в 2-3 раза увеличить срок их службы.

Применение полимеров, особенно армированных пластиков, в транспортном машиностроении (в производстве самолетов, судов автомобилей, вагонов и др.) позволило уменьшить массу деталей, улучшить их прочностные характеристики и антикоррозионные свойства. Благодаря этому растут скорости движения и грузоподъемность транспортных средств, улучшается их комфортабельность.

В судостроении полимерные материалы обеспечивают высокую прочность конструкции, повышают ресурсы работы и безопасность движения, упрощают технологическое обслуживание и ремонт.

Быстрыми темпами внедряются пластмассы в автомобилестроение. На основе полимерных материалов производятся электро - термо- и звукоизоляционные элементы, кабельные изделия электропроводов, светотехнические изделия и корпусные детали электробытовых и радиотехнических приборов, изделия абразивной промышленности, фрикционные детали тормозных систем для автомобилей и для железнодорожного транспорта, антикоррозийные и декоративные покрытия. 7, с. 299/

Эластомеры расходуются на производство технических и хирургических изделий из мягкой резины, а также резиновые подошвы, ленточные транспортеры, обувь и шланги всех видов.

Использование химических процессов и материалов способствует решению важнейшей задачи повышения эффективности производства, что достигается благодаря более высокой производительности труда, более низкой материало- , энерго-, и капиталоемкости при применении химических процессов и материалов. Химизация - это огромная экономия материальных, трудовых, энергетических и финансовых ресурсов.

Увеличение масштабов использования химических материалов и методов сопровождается значительной экономией затрат на производство, сокращение удельных капитальных вложений на единицу продукции, систематическому повышению производительности общественного труда.