Автор: Пользователь скрыл имя, 05 Ноября 2011 в 21:55, курсовая работа
Современная промышленность требует все больше чистых и особо чистых материалов. Поэтому производство становится еще более важными, сложным и дорогостоящими, а технологиям по разделению веществ и их очистке от примесей уделяется все большее внимание.
Наиболее распространенной промышленной технологией разделения является ректификация. Основы современной промышленной ректификации в настоящем ее виде были заложены около 40-50 лет назад [2
Введение………………………………………………………….………… ……... 5
Основные теоретические положения процесса бинарного разделения смеси этилацетат-толуол, с помощью колпачковой ректификационной колонны………………………………………………………………….…..7
1.1.Теоретические основы процесса ректификации……………….…......7
1.2. Выбор конструкционного аппарата................................. …………..15
1.3. Физико-химическая характеристика продуктов…………………....16
1.4. Выбор конструкции материала……………………………….……....18
2. Технологический схема………………………………………………..…...22
2.1. Материальный баланс колонны………………………………..…...…22
2.2 Рабочее флегмовое число……………………………………..………..22
2.3. Средние массовые расходы по жидкости и пару……………….......29
3. Диаметр колонны и скорость пара…………………………………….......32
3.1. Средняя температура верха и низа колонны…....................................32
3.2. Плотности жидкой и паровой фазы …..................................................33
3.3. Максимальная скорость пара и диаметр колонны в верхней части колонны………………..………………………………………………….…35
3.4. Максимальная скорость пара и диаметр колонны в нижней части
колонны……………………..………………………………………..…...…36
3.5. Выбор диаметра колонны……………………………………………...37
3.6. Действительные рабочие скорости паров…………………… ……..38
4. Высота и полное гидравлическое сопротивление колонны…………….38
4.1. Выбор тарелки……………………………………………………...…...39
4.2. Расчет высота переливного устройства тарелки………………….......40
4.3. Эффективность тарелки в верхней части колонны………………...…43
4.4. Эффективность тарелки в нижней части колонны…………………..44
4.5. Высота колонны………………………………………………..........….47
5. Определение числа и размера колпачков…………………………………..48
6. Расчет гидродинамического сопротивления ……………………… …..…49
7. Тепловой баланс………………………………………….…………….…......52
8. Расчет аппарата на прочность……………………………………………..…55
8.1. Расчёт толщины стенки обечайки………………………………………55
8.2. Расчёт толщины днища …………………………………………………55
8.3. Определение толщины тепловой изоляции …………………………....56
9. Расчёт и выбор вспомогательного оборудования……………………….....58
9.1. Расчёт диаметра трубопроводов………………………………………...58
9. 2. Расчёт теплообменного оборудования…………………………………63
9.1. Расчёт дефлегматора……………………………………………………..63
9.2. Расчёт водяного холодильника кубового остатка……………………..67
9.3. Расчёт водяного холодильника дистиллята…………...………………..69
9.4. Расчёт куба-испарителя…………...……………………………………..70
9.5. Расчёт подогревателя исходной смеси……………………………….....71
10. Объём и размеры ёмкостей для исходной смеси и продуктов
разделения……………………………………………………………………73
10.1. .Расчёт ёмкости для исходной смеси………………………………..…73
10. 2. Расчёт ёмкости для дистиллята…………………………………….….73
10.3. Расчёт ёмкости для кубового остатка……………………………….…74
11. Напор и марка насосов…………….……………………………………….…74
11.1. Расчёт и выбор насоса для подачи исходной смеси………………..…74
11.2. Выбор запасного насоса для подачи исходной смеси…….……….…78
11.3. Расчёт и выбор насоса, стоящего на выходе кубового остатка из ёмкости ………………………………………………………………………..78
11.4. Расчёт и выбор насоса, стоящего на выходе дистиллята из ёмкости3……………………………………………………………………….79
Заключение ……………………………………………………………………..…..81
Библиографический список…………………………………………
Для решения четвертой задачи: определение физико-химических свойств этилацетата и толуола, был изучен «Справочник химика». Были выявлены основные химические и физические свойства веществ: молекулярная масса, плотность, вязкость, температура кипения, температура плавления. Также было изучено применение этих веществ в промышленности.
Пятая задача состояла в расчете колпачковой ректификационной колонны непрерывного действия. Мы рассчитали материальный баланс колонны. Определили рабочее флегмовое число, для этого находили число ступеней по графикам. Для построения графиков была найдена и изучена программа Advanced Grapher 2.2 . Нашли основные размеры колонны (d=2000 мм, Н = 8000 мм), подобрали по ГОСТу тип колонны. Далее рассчитали тепловой баланс и расход тепла в колонне. Было рассчитано дополнительное оборудование: дефлегматор, теплообменники, насосы, ёмкости для исходной смеси и продуктов разделения. Была подобрана по ГОСТу марка стали, из которой состоит оборудование. Произведен расчет аппарата на прочность и рассмотрены точки контроля.
Последней
задачей было спроектировать колпачковую
ректификационную колонну для разделения
бинарной смеси этилацетат – толуол. Для
создания ее чертежа была использована
программа Autodesk AutoCAD 2009. Так же в этом программном
продукте были созданы схема вспомогательного
оборудования (дефлегматор), и технологическая
схема процесса ректификации.
Высш. шк., 1982. – 208 с.