Вибір та розрахунок конструкції ректифікаційної колони. Вибір робочих умов процесу. Матеріальній та тепловий розрахунок установки. Розрахунок діаметрів патрубків. Вибір фланців для патрубків, для кришки та до корпусу. Вибір стальної решітки під насадку.
ДВНЗ «Український державний хіміко-технологічний університет» Кафедра Процеси, апарати та загальна хімічна технологія . Дисципліна Процеси та апарати хімічних виробництв . Тема проекту (роботи) Розрахувати ректифікаційну установку періодичної дії .Пояснювальна записка до курсового проекту: 44 с., 12 рисунків., 11 табл., 10 літер. джерел, У загальній частині наведені теоретичні основи процесу ректифікації. Запропонована технологічна схема установки періодичної дії для розділення 15 т суміші, яка складається з бензолу та толуолу. Операція триває протягом пяти годин. В технологічному розрахунку визначені характеристики матеріальних і теплових потоків основного і допоміжних апаратів установки.1.1 Теоретичні основи процесу2.1 Матеріальній розрахунок установки3.3 Розрахунок діаметрів патрубків 3.4 Вибір фланців для патрубків 3.5 Вибір фланців для кришки та до корпусуМожливість поділу рідкої суміші на складові її компоненти ректифікацією обумовлено тим, що склад пари, що утворюється над рідкою сумішшю, відрізняється від складу рідкої суміші в умовах рівноважного стану пари і рідини. У нижній ступені вихідна, суміш яка піддається розділенню, взаємодіє з парою, початковий склад якого дорівнює складу залишку; внаслідок цього із суміші витягується легко летючий компонент. У верхньому щаблі пар початкового складу, відповідного складу вихідної суміші, взаємодіє з рідиною, початковий складу якої дорівнює складу дистиляту; внаслідок цього пар збагачується легколетючим компонентом до необхідної межі, а менш летючий компонент витягується з парової фази. Пар для живлення ректифікаційної колони виходить багаторазовим випаровуванням рідини, що має той же склад, що і залишок, а рідина - багаторазової конденсацією пари, що має склад, однаковий зі складом дистиляту. Суміш підігрівається до кипіння і її пара надходить до нижньої частини колони, яка заповнена насадкою 3, на якій контактують пара та рідина.Витрати дистиляту та кубового залишку знаходимо із рівняння матеріального балансу [4]: . Підставляючи рівняння (3.1) в (3.2), знаходимо: кг/опер, або кг/с. кг/опер, або кг/с, кг/с, де ? - тривалість операції перегонки; ?=5 год. Молярні концентрації вихідної суміші XF, дистиляту ХР та кубового залишку XW знаходимо за формулою [9]: , (2.3) де хб - молярна концентрація легколеткого компонента в суміші; За заданим складом компонентів знаходимо: температуру кипіння вихідної суміші: TF = 940С при XF = 40,9%; Флегмове число при цьому постійно збільшується і найбільше його значення буде в кінцевий момент перегонки, коли склад рідини в кубі досягає заданої величини XW [4]: , (2.4) де ? - коефіцієнт надлишку флегми;фіктивна швидкість пари, яка розраховується за рівнянням [9]: , (3.2) де 3 - швидкість захлинання насадки; Загальну висоту колони знаходимо з виразу [4]: Н = , (3.3) де Ннас - висота насадкової частини колони, м; В інтервалі від ХР=94,8% до XW = 4,6% лінію рівноваги розбиваємо на рівні відрізки (не менше 5) і на кожному знаходимо тангенси та середній тангенс кута нахилу для всієї лінії рівноваги (на рис. З урахуванням висоти насадки, перерозподільної зони і відстані до кришки та дна, знаходимо: Н = 3,7 1,6 3,6 = 8,9 м. ? - швидкість потоку в патрубку, м/с, приймаємо для рідин ?=1-3 м/с, для пари ? - 8 ? 30 м/с [4].Для руху пари із куба через колону необхідно забезпечити деякий надлишковий тиск, який повинен перевищувати опір насадки. При роботі колони в режимі нижче точки інверсії для визначення опору зрошуваної насадки використовують рівняння [8]: , Па, (4.1) де ?Рс - опір сухої насадки, Па; Опір сухої насадки: Па, (4.2) де ? - коефіцієнт опору, який для невпорядкованої насадки складає при Re >40 [8]: , де de - еквівалентний діаметр насадки; de = 0,015 м; ? - дійсна швидкість пари через насадку, м/с.
План
4. Зміст рахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які підлягають розробці)
