Автор: Пользователь скрыл имя, 22 Ноября 2012 в 14:34, курсовая работа
Ректификация - один из самых распространенных технологических процессов в химической, нефтяной и других отраслях промышленности. Ректификация - процесс разделения бинарных или многокомпонентных паров, а также жидких смесей на чистые компоненты или их смеси.
Для разделения смесей используют ректификационные установки, представляющие собой ряд ступеней контакта, соединенный в противоточный разделительный каскад. Наиболее простое конструкционное оформление противоточного каскада достигается при движении жидкости.
В нефтяной, химической, нефтехимической и газовой промышленности распространены тарельчатые колонны.
Введение
Технологическая схема установки и её описание 3
Технологический расчет ректификационной колонны непрерывного действия 4
1. Построение ступеней процесса ректификации 6
2. Физико-химические свойства паровой и жидкой фаз для верха и низа колонны 10
3. Гидравлический расчет колонны 15
4. Локальная эффективность контакта 23
5. Эффективность тарелок по Мерфри 27
6 Тепловой расчет установки 30
7. Расчет штуцеров 32
Заключение 33
Список литературы 34
в нижней части колонны:
для тарелок в верхней части колонны:
м2/с
для тарелок в нижней части колонны:
м2/с
для тарелок в верхней части колонны:
, где
для тарелок в нижней части колонны:
в верхней части колонны:
, где
в нижней части колонны:
,
где
в верхней части колонны:
в нижней части колонны:
Высота верхней рабочей части колонны:
м
Высота нижней рабочей части колонны:
м
Высота крышки:
Высота днища:
Общая высота колонны: м
верхней части колонны:
Па
нижней части колонны:
Па
Общее гидравлическое сопротивление рабочей части колонны:
Па
Техническая характеристика выбранной тарелки типа ТС-Р, диаметром 1200 мм:
Диаметр отверстий в тарелке,
d0
Шаг между отверстиями,
t
Рабочее сечение тарелки
Свободное сечение колонны
Относительное свободное
сечение тарелки, fc
Сечение перелива
Относительная площадь перелива
Периметр слива, lW
Масса
6 Тепловой расчет установки
Температура исходной смеси: tF = 93°C
Температура дистиллята: tD = 81°C
Температура кубового остатка: tW = 109°C
Теплоёмкости :
Для исходной смеси: СБ = 2086,4 Дж/кг·град; СТ = 2039,1 Дж/кг·град
Дж/кг·град
Для дистиллята: СБ = 2028,6 Дж/кг·град; СТ = 1986,3 Дж/кг·град
Дж/кг·град
Для кубового остатка: СБ = 2648,1 Дж/кг·град; СТ = 2092,5 Дж/кг·град
Дж/кг·град
Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в дефлегматоре-конденсаторе:
где rБ и rТ – удельные теплоты конденсации при 89 °С.
Расход теплоты, получаемой в кубе-испарителе от греющего пара
5083060 Вт
Расход теплоты в паровом подогревателе исходной смеси:
Расход теплоты, отдаваемый охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята:
Расход теплоты, отдаваемый охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка:
Расход греющего пара:
А) в кубе-испарителе
, где rГ.П. = 2264000 дж/кг – удельная теплота конденсации греющего пара;
Б) в подогревателе исходной смеси
Всего: =2,54 + 0,2 = 2,74 кг/с или 9,86 т/ч.
Расход охлаждающей воды при нагреве ее на 20 °С:
А) в дефлегматоре
Б) в водяном холодильнике дистиллята
В) в водяном холодильнике кубового остатка
Всего: =0,06+0,002+0,0045=0,0665 м3/с или 239,4 м3/ч
Ввод исходной смеси при скорости в штуцере w=2,5 м/с
м
Ввод парожидкостной смеси при скорости в штуцере w=20 м/с
м
Выход пара при скорости в штуцере w=20 м/с
м
Ввод флегмы при скорости в штуцере w=2,5 м/с
м
Выход кубового остатка при скорости в штуцере w=2,5 м/с
м
Заключение
Таблица 4
Основные параметры ректификационной колонны
Наименование параметра |
Значение |
Производительность |
9200 |
Состав исходной смеси |
Бензол - Толуол |
Концентрация исходной смеси |
42 |
Концентрация кубового остатка |
3 |
Концентрация дистиллята |
97 |
Диаметр колонны, |
1,2 |
Межтарельчатое расстояние, |
0,6 |
Число тарелок |
13 |
Высота верхней рабочей части колонны, |
3,6 |
Высота нижней рабочей части колонны, |
3,6 |
Общая высота колонны |
10,2 |
Локальная эффективность тарелок в верхней части колонны |
0,88 |
Локальная эффективность тарелок в нижней части колонны |
0,84 |
Общее гидравлическое сопротивление рабочей части колонны, Па |
6212 |
Диаметр штуцера для исходной смеси, |
0,04 |
Диаметр штуцера для входа |
0,3 |
Диаметр штуцера для выхода пара, |
0,3 |
Диаметр штуцера для входа флегмы, |
0,04 |
Диаметр штуцера для выхода кубового остатка, м |
0,06 |
Список литературы
1. Ульянов. Б.А., Бадеников В.Я, Ликучев В.Г. Процессы и аппараты химической технологии. Учебное пособие – Ангарск: Издательство ангарской государственной технической академии, 2006 г. - 754 с.
2. Борисов Г.С., Брыков В.П., Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Под ред. Ю.И. Дытнерского. М.: «Альянс», 2007.-496 с.