Розрахунок ректифікаційної колони безперервної дії для розподілу бінарної суміші бензол-толуол - Курсовая работа

Метою виконання курсової роботи з дисципліни "Виробничі процеси і обєкти автоматизації" є практичне засвоєння методів та принципів розрахунку кінетичних параметрів процесу ректифікації, вивчення ряду особливостей процесу ректифікації (різне співвідношення навантажень по рідини і пару в нижній і верхній частинах колони, змінний по висоті коефіцієнт розподілу, спільне протікання процесів масо-і теплопередачі) та розрахунку ректифікаційної установки з використанням модифікованих рівнянь массопередачі (метод числа одиниці переносу та висоти одиниці переносу) та тарільчатої (з ліченими тарілками) колони з визначенням числа тарілок графоаналітичним методом (побудовою кінетичної лінії).Курсовий проект з дисципліни "Виробничі процеси і обєкти автоматизації ”студенти виконують з метою застосування теоретичних знань для розроблення окремих систем автоматизації технологічних процесів та засвоєння правил їх проектування. При виконанні курсового проекту студент повинен вміти аналізувати технологічних процес, визначати вхідні та вихідні параметри, виявляти фактори, що визначають оптимальну умову технологічного процесу тощо. Кожен студент одержує індивідуальне завдання на курсовий проект в якому вказують: 1. Додаткові дані для виконання курсового проекту студент одержує на основі детального вивчення технічної та патентної літератури, стандартів та інших нормативно-технічних документів на норми та правила проектування масообмін них процесів.2.1.1 Основні змінні процесу ректифікації;2.1.4 Динамічна модель процесу;2.2.8 Визначення світлого шару рідини на тарілці та вмісту пари барботажного шаруНа тарілках (насадки) колони проходить інтенсивний тепло і масообмін між паровою і рідкою фракціями, при чому парова фракція НК закріплюється, а рідка збагачується ВК компонентами. По виснаженню НК фракції в рідині що розділяється режим роботи колони змінюється з таким розрахунком, щоб забезпечити вихід наступного по температурі кипіння компоненту, яким заповниться вже не збірник 7а, а збірник 7б. Тепловий режим установки змінюється при виснаженні компоненту що виділяється суміші шляхом зміни подачі пари в кипятильник, зміною кількості флегми на зрошення і температури в дефлегматорі і холодильнику. Відмінною особливістю ректифікаційної установки безперервної дії (рис.1, б) є те, що тепловий режим колони, дефлегматора і холодильника в усталеному режимі суттєво не змінюються, так як передбачається, що із суміші іде виділення тільки одного компоненту (або двох-трьох, що підлягають подальшому розділенню). Пари НК-фракції омивається на тарілках (насадках) укріплюючої частини колони флегмою, подачу якої регулюють подільником флегми 5 в залежності від складу (концентрації) ректифіката, що отримали на виході.Ректифікацією називають розділення сумішей рідин, частково або повністю розчинних один в одному і таких, що володіють різними температурами кипіння і парціальним тиском пари. Фракціонування здійснюють зазвичай в колонних апаратах шляхом багатократних часткового випару суміші (бінарною або багатокомпонентною), що розділяється, і конденсації пари, що утворюється. Процеси ректифікації широко поширені в хімічній технології і застосовуються для здобуття всіляких продуктів в чистому вигляді, а також для розділення газових сумішей після їх зріджування (розділення повітря на кисень і азот, розділення вуглеводневих газів і ін.). Згідно з правилом фаз, для системи, що складається з двох фаз (Ф = 2) і двох розподілюваних компонентів (До = 2), число мір свободи, або число параметрів, що визначають стан системи, на відміну від абсорбції і екстракції, рівне: З=До 2-Ф=2 2-2=2. До числа залежних змінних входять: всі не вказані склади рідини, кубового залишку, дистиляту і розподіл складів по висоті колони, а також склад пара в кожній точці апарату; температура в кожній точці колони; всі не вказані швидкості потоків рідини і пари; швидкості відбору дистиляту і кубового залишку.Гідродинамічні основи процесу визначаються двома основними взаємозвязаними чинниками: моделлю, або внутрішньою структурою потоків, і гідродинамічним режимом. При складанні математичного опису процесу ректифікації в колоні насадки використовуються ті ж моделі, що і для процесу абсорбції (див. стор.25). Гідродинамічний режим характеризує параметри моделей потоків і величини, що визначають інтенсивність масообміну. Колони насадок ректифікацій працюють в режимах, що принципово не відрізняються від режимів роботи абсорберів насадок. При розрахунках приймається, що обємні коефіцієнти массопередачи, лінійні швидкості і коефіцієнти подовжнього перемішування рідкої і парової фаз не змінюються по висоті кожної секції колони.Динамічні характеристики, або рівняння звязку між основними змінними процесу в часі, будуть наступні. Згідно моделі ідеального витіснення, маємо: зміцнююча частина колони: IMG_a4ada2d2-20ba-4d65-8373-341ffe35b595У хімічній промисловості більшість сумішей, що розділяються, складаються більш ніж з двох компонентів. Проте інколи суміші містять головним чином два

Зміст

Вступ

1. Загальні методичні положення

2. Основна частина

2.1 Основні рівняння процесу ректифікації

2.2 Розрахунок ректифікаційної установки

2.3 Графічна частина

3. Апаратурне оформлення, типові режими і вимоги до автоматизації установок перегонки

3.1. Основні рівняння процесу ректифікації

3.2 Статична модель процесу

3.3 Динамічна модель процесу

3.4 Ректифікація багатокомпонентних сумішей

3.5 Оптимізація процесу

4. Приклад розрахунку ректифікаційної установки

4.1 Основні умовні позначення

4.2 Завдання на проектування

4.3 Розрахунок насадки ректифікаційної колони

4.4 Матеріальний баланс колони та визначення робочого флегмового числа

4.5 Розрахунок швидкості пару та діаметру колони

4.6 Розрахунок висоти насадки

4.7 Розрахунок гідравлічного опору насадки

4.8 Розрахунок тарілчастої колони ректифікації

4.9 Розрахунок швидкості пари і діаметру колони

4.10. Розрахунок висоти колони ректифікації

4.11 Визначення світлого шару рідини

4.12. Розрахунок коефіцієнтів масопередачі та висоти колони

Література

Реферат повинен містити: свідчення про обсяг записки, кількість ілюстрацій, таблиць, використаних літературних джерел, перелік ключових слів,. текст реферату.

У Вступі необхідно стисло охарактеризувати масообмін ний процес, що розглядається у даній курсовій роботі, а саме ректифікацію, ряд особливостей розрахунку процесу ректифікації та його проектування. Наявність узагальнених закономірностей для розрахунку кінетичних коефіцієнтів, навести та описати принципову схему процесу ректифікації. Потрібно також проаналізувати вдосконалення технології, обґрунтувати та сформулювати з цих позицій мету роботи, що виконується.