Розрахунок дефлегматора

              а) круглі;

  б) щілино – подібні;

              в) просічні трикутники.

     Цікавою є хвиляста сітчата тарілка (рис.5). Хвилі надають тарілці підвищену жорсткість і дозволяють застосовувати її при великому діаметрі колони без опорних балок. 

     

     Рис.5 – Хвиляста сітчата тарілка.

     Сітчаті тарілки застосовуються в основному для колон малого розміру, оскільки при діаметрах більше 2,5м розподіл рідини на тарілці стає нерівномірним. 
 
 
 
 

5. Колони  з провальними  тарілками.

     В даних колонах відсутні переливні  труби, тому газ і рідина проходить  через одні і ті ж отвори. Дирчаті провальні тарілки по конструкції аналогічні сітчатим і відрізняються від них лише відсутністю переливних трубок. Рівень рідини на тарілці підтримується тиском газової фази.

Переваги:

• висока продуктивність по фазах;
• простота конструкції.

Недоліки:

• висока чутливість до коливань у газовій фазі по навантаженню.

6. Насадкові колони.

     Насадкові колони для ректифікації використовуються рідко, а більше для процесів абсорбції, очистки, охолодження і зволоження газів.

     За  конструкцією насадки є двох видів:

• насипні (з окремих елементів);
• хордові (з пластин, смуг, брусків, решіток.)

      До  насипної насадки відносяться кільця Рашинга (рис. 6,а), кільця Паля (рис. 6,б), сідловидні насадки (рис. 6.в).

      Хордові насадки виготовляють із дерев’яних, пластмасових, керамічних брусків, металевих сіток, гофрованих листів або плоско паралельних і сотових плит. Вони забезпечують хороший контакт між рідиною та газом і в той же час мають малий гідравлічний опір.

      а) б) в)

      Рис.6 Насадкові елементи:

      а) кільця Рашинга;  б) кільця Паля;            в) сідловидна насадка. 

      

      

2. Короткий  опис заданого процесу  і фізико – хімічна  характеристика сировини і продуктів.

 
   

1.   Ректифікація широко використовується в хімічній промисловості. Ректифікація – це процес розділення суміші на компоненти шляхом проти точної взаємодії парів і рідини. Характерною особливістю процесу ректифікації являється наступні умови утворення нерівноважних потоків пари і рідини, які вступають в контакт при розділенні сумішей. Нерівноважний потік рідини утворюється шляхом повної або часткової конденсації вихідної суміші після контакту рідини. Внаслідок вказаних особливостей проведення процесу нерівноважні потоки пари і рідини, які вступають в контакт, знаходяться в стані насичення. В процесі контакту фаз пара насичується легко киплячим компонентом НК, а рідина – високо киплячим компонентом ВК, за рахунок взаємного перерозподілу компонентів між фазами.

     Для розділення бінарної суміші застосовується технологічна схема з подачею нагрітої до температури кипіння суміші в середину колони, пари НК відбираються зверху колони в дефлегматор, в якому проходить конденсація. Частина дистиляту виводиться, як готовий продукт, а більша частина у виді флегми повертається в колону на зрошення. Кубовий залишок ВК відбирається знизу колони. 

     1.2.2 Сірковуглеце (). 

     Сірковуглець – хімічна сполука сірки з вуглецем, безбарвна сильно заломлююча світла рідина з приємним запахом. Під дією світла, особливо ультрафіолетового, частково розкладається; продукти розкладу надають жовтий колір і неприємний запах. Температура плавлення мінус 112,1⁰, температура кипіння плюс 46,26⁰, густина 1,2927(0⁰); густина 1,2630. Теплота плавлення 13,81,3; теплота випаровування 85,41,3 (при ). 

       ядовитий і легко  загоряється. Сірковуглець  горить світлосинім кольором: 
 
 
 
 
 
 

       – прекрасний розчинник жирів, масел, смол, каучука, розчиняє сірку, фосфор, йод, нітрат срібла; з естером, спиртом, хлороформом змішується у всіх співвідношеннях. Розчинність у воді вкрай мала, не дивлячись на те, що при низький температурі (-3⁰) він утворює .  

     В 100г води розчиняється 0,26г при 0⁰ і 0,19г при 30⁰. При звичайній температурі вода не розкладає , гідроліз протікає з загальною швидкістю вище 150⁰:

     ;           

       легко взаємодіє з сірчаними металами, утворюючи солі тіовуглецевої кислоти, наприклад:  

     В промисловості  одержують прямою взаємодією деревного вугілля і парів сірки при 750 - 1000⁰: 

     Більш сучасним способом одержання  взаємодією метану або природного газу з парами сірки в присутності твердого каталізатора (силікагелю) при 500 - 700⁰: 

     Процес  безперервний: в каталітичну камеру із хромонікелевої сталі подається  нагріта суміш  і парів сірки. Вихід складає близько 90%.

     Пари  ядовиті, вдихання повітря з вмістом 0,3% і вище може швидко привести до тяжкого захворювання. При хронічному отравленні малими дозами парів поступово розвиваються різні розлади нервової системи. ГДК в повітрі промислових підприємств рухається 0,01. Найбільше застосування (до 80%) знайшов у виробництві природного шовку – віскози. Вихідним продуктом у виробництві віскозного шовку являється ксантогетан целюлози. широко застосовується для вулканізації каучука, як екстрагент і як сировина для одержання різних хімічних речовин (чотирьоххлористий вуглець, роданісті сполуки та ін.). 

        
 
 
 

      

        
 
 
 

3. Чотирьоххлористий вуглець

 

       це безколірна прозора рідина з різким солодкуватим запахом, температура кипіння плюс 76,75⁰, температура плавлення мінус 22,96⁰. В’язкість при температурі плюс 60 і 100⁰ відповідно 0,585 і 0,384, теплопровідність при температурі плюс 60⁰, 80⁰, 100⁰ відповідно:

;; . 

       – негорючий, вибухо- і пожаробезпечний. При дотику з відкритим полум’ям або розжареними предметами розкладається з виділенням фосгену.

     ГДК: парів в повітрі робочої зони виробничих приміщень  . Чотирьохлористий вуглець отруйний. При вдиханні його парів він дає отруйну дію, при попаданні в середину організму через шлунково – кишечник тракт або при всмоктуванні через шкіряний покрив і слизову оболонку.

1. при нагріванні з водою до 250⁰ гідролізується:

 

У випадку  недостачі води утворюється фосген: 

2. В присутності  цинку  відновлюється до хлороформу:

 

           В більш жорстких умовах продуктом  відновлення являться метан. 

3. В присутності заліза при температурі вище 300⁰ окислюється з утворенням фосгену і :

 

     Способи добування:

1. Високотемпературне хлорування ароматичних вуглеводнів або їх хлорпохідних при тиску до 20,2:

 

2. Хлорування  сірковуглецю:

 

3. Синтез  із фосгену в присутності активного  вугілля:

 

     Застосування: найбільш важливою областю застосування являється його використання у виробництві фреонів – 12 і 11 (більше 90%). Він споживається також для виділення заліза і інших металів із піриту, в якості фуміганту для протравки зерен і для інших цілей.

   

3. Опис  проектованого апарату, переваги і недоліки вибраної конструкції.

     Ректифікаційна  колона має циліндричний корпус, еліптичні  кришку і днище. Колона має чотири штуцера для суміші, флегми, парів  і кубового залишку. В середині колони встановлені контактні пристрої і вигляді клапанних тарілок. Принцип дії клапанних тарілок  заклечається в тому, що вільно лежачий  над отвором в тарілці круглий  клапан із зміною витрати газу своєю  вагою автоматично регулює величину площі зазору між клапаном і площиною тарілки для проходу газу і  тим самим підтримує постійну швидкість газу при його витіканні  в барботажний шар. При цьому із збільшенням швидкості газу в колоні гідравлічний опір клапанної тарілки не дуже збільшується. Висота підйому клапана обмежується висотою кронштейна – обмежувача і зазвичай не перевищує 8мм.

     Клапани круглої форми мають діаметр 45 – 50мм, отвір під клапаном роблять  d = 35 – 40мм при кроці між ними 75 – 150мм. Висота підйому клапана 6,5 – 8мм.

Переваги:

1. Стабільна робота при зміні коливання газової фази.
2. Висока продуктивність.
3. Клапанні тарілки здатні до самоочищення.

Недоліки:

1. Складність конструкції.

 
 
 
 
 
 
 
 
 

       
 
 
 

          
 
 

Ректифікаційна  колона:

1. корпус
2. клапанні тарілки
3. еліптична кришка
4. еліптичне днище
5. кольцева опора

 

4. Короткі відомості по обслуговуванню проектованого апарату  в техніці безпеки  і охорони природи.

 

     В склад об’єкту управління при автоматизації процесу ректифікації приймаємо установку для розділення біполярних сумішей,яка складається з тарільчатої ректифікаційної колони, виносного кип’ятильника, дефлегматора і теплообмінника для підігріву початкової суміші. Ректифікація відноситься до основних процесів хімічної технології.

     Показником  його ефективності являється склад  цільового продукту. В залежності від технологічних особливостей цільовим продуктом може бути як дистилят, так і кубовий залишок. Підтримання постійного складу продукту і являється метою управління.

     Основні умови безпеки експлуатації колонних апаратів заключаються в забезпеченні їх герметичності. Признаками порушення герметичності може бути підвищення тиску, недостатня компенсація збільшення лінійних розмірів, корозія корпусу, механічне пошкодження.

     Тиск  може збільшитись при навантаженні колони робочого січення, порушення  температурного режиму, забивки отворів, попадання в ректифікаційну колону води і сировини. На випадок недопустимого  підвищення тиску, колону обладнують системою захисного автоматичного блокування зворотніми клапанами на лінії подачі сировини і реагентів, запобіжними ковпачками.

     В конструкціях колон передбачена  компенсація теплових розширень. Механічні  розширення можуть бути викликані вібрацією, яка порушує герметичність фланцевих з’єднань.

     Небезпечні  моменти: