Зміст
Завдання на проектування
Введення
. Технологічна схема і її опис
. Підбір конструкційного матеріалу
. Технологічний розрахунок апарату
.1 Матеріальний баланс, вибір флегмового числа
.2 Розрахунок швидкості пара і діаметра колони
.3 Розрахунок колпачковой тарілки. Гідравлічний розрахунок
.4 Визначення числа тарілок і висоти колони
.5 Тепловий баланс колони
. Механічний розрахунок
.1 Розрахунок товщини обичайки, днища і кришки
.2 Розрахунок діаметрів штуцерів
.3 Розрахунок ваги і висоти апарату
.4 Розрахунок стінки циліндричної опори і катета зварного шва
.5 Розрахунок теплової ізоляції
. Холодильник дистиляту
.1 Технологічний розрахунок
.2 Гідравлічний розрахунок
.3 Підбір штуцерів
Висновок
Список літератури
Додаток
Завдання на проектування
Виконати проект ректифікаційної установки безперервної дії для розділення бінарної суміші вода - оцтова кислота. Тип колони - тарілчаста колпачковая. Колона працює під атмосферним тиском. Вихідна суміш, що містить 40% (мас.) Низькокиплячого компонента, має температуру 20 o C і перед подачею в колону підігрівається в кожухотрубчасті теплообмінників до температури кипіння. Тиск гріє, пара Р=0,3 МПа. Витрата вихідної суміші GF=3,5 кг/с. Зміст низькокиплячого компонента в дистилляте 96%, в кубовою залишку 3%. У дефлегматоре пари конденсуються повністю. Продукти охолоджуються в холодильнику до температури 25 o C. Початкову температуру охолоджуючої води прийняти 20 o C.
Виконати детальний розрахунок ректифікаційної колони і холодильника дистиляту. Виконати креслення ректифікаційної колони і теплообмінника.
Введення
Ректифікація (від лат. rectus- прямий, простий і facio-роблю), поділ багатокомпонентних рідких сумішей на окремі компоненти шляхом двостороннього масообміну і теплообміну між нерівновагими рідкої і парової фазами, що мають різну температуру і рухомими протилежно один одному. Ректифікація полягає в протівоточном взаємодії пари, що утворюються при перегонці, з рідиною, що виходить при конденсації парів.
Поділ здійснюється зазвичай в колонах апаратах при багаторазовому або безперервному контакті фаз. При кожному контакті з рідини випаровується переважно низькокиплячі компонент, яким збагачуються пари, а з парової конденсуються переважно висококиплячий компонент, що переходить у рідину. У результаті обміну компонентами між фазами, в кінцевому рахунку, пари являють собою майже чистий низькокиплячі компонент. Ці пари, що виходять з верхньої частини колони, після їх конденсації в окремому апараті дають дистилят (верхній продукт) і флегму - рідина, що повертає для зрошення колони та взаємодії з піднімаються в колоні парами. Знизу віддаляється рідина, що є майже чистий висококиплячий компонент - кубовий залишок (нижній продукт). Частина залишку випаровують в нижній частині колони для отримання висхідного потоку пари.
За способом проведення розрізняють безперервну і періодичну ректифікацію. У першому випадку суміш, що розділяється безперервно подається в колону ректифікації і з колони безперервно відводиться в дві і більше число фракцій, збагачених одними компонентами і збіднених іншими. При періодичної ректифікації вихідна рідка суміш одноразово завантажується в куб колони, ємність якого відповідає бажаної продуктивності. Операція триває до повної переробки спочатку завантаженої суміші.
У промисловості для проведення процесу ректифікації використовують два типи колон:
· тарілчасті, в яких контактні пристрої виконані у вигляді тарілок, розташованих на певній відстані один від одного;
· насадкові, в яких контактні пристрої заповнюють практично весь обсяг колони.
Конструкції тарілок вельми різноманітні, частина з них стандартизована. Вибір типу тарілки визначається видом суміші, продуктивністю колони, вимогами за ступенем ректифікації, якості поділюваних компонентів (фракцій) і т.п. Тарілчасті колони використовуються, як правило, у великотоннажних виробництвах.
У тарілчастих контактних пристроях інтенсифікація процесу тепломасообміну між взаємодіючими рідкої і парової фазами забезпечується, в основному, за рахунок максимально можливого збільшення відносної швидкості руху фаз. (Гранична інтенсивність процесу досягається при турбулізації двофазної системи, однак, в традиційних конструкціях тарілок досягти турбулентного течії не вдається через обмежень по швидкості парової фази, обумовлених «захлебиванія» колони і неприпустимо високими втратами тиску в тарілках...
