Расчет простой ректификационной колонны. Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине Процессы и аппараты химической технологии на тему Ректификационная установка непрерывного действия для разделения бинарной смеси метанолвода
 Скачать 2.28 Mb.
|
|
5.6 Определение расхода охлаждающей воды в дефлегматоре и холодильнике.   Рассчитывается  . Рассчитывается  . Рассчитывается  .  , так как отношение больше 2, то применяется формула: Рассчитывается  по формуле: По найденной температуре рассчитывается удельная теплоемкость воды методом интерполяции. Результат представлен в таблице 23.Таблица 23
Рассчитывается расход охлаждающей воды в дефлегматоре.   Рассчитывается . Рассчитывается . Рассчитывается .   Рассчитывается расход охлаждающей воды в холодильнике.  5.7 Расчет поверхности нагрева теплообменников 1) Расчет поверхности нагрева теплообменников для подогревателя исходной смеси.   Рассчитывается . Рассчитывается .  так как отношение меньше 2, то применяется формула:  Для подогревателя ориентировочное значение коэффициента теплопередачи равно 300 Вт/  *К.Рассчитывается поверхность нагрева теплообменников для подогревателя исходной смеси. F=  2) Расчет поверхности нагрева теплообменников для дефлегматора. Для дефлегматора ориентировочное значение коэффициента теплопередачи равно 560 Вт/ *К. берется из расчета определения расхода охлаждающей воды в дефлегматоре.Рассчитывается поверхность нагрева теплообменников для дефлегматора. F=  3) Расчет поверхности нагрева теплообменников для холодильника дистиллята Для холодильника ориентировочное значение коэффициента теплопередачи равно 800 Вт/ *К. берется из расчета определения расхода охлаждающей воды в холодильнике.Рассчитывается поверхность нагрева теплообменников для холодильника дистиллята. F=  4) Производится выбор нормализованных размеров теплообменников по ГОСТам и нормалям  Дефлегматор:  Подогреватель исходной смеси:  Для холодильника кубового остатка:  Основные характеристики подобранных теплообменников представлены в таблице 24.
Таблица 24 5.8 Расчет тепловой изоляции Рассчитывается коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду.  , где  - температура изоляции со стороны окружающей среды. ·К) .  . Толщина тепловой изоляции  находится из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду.𝛼в (  −  ) = ( / )(  − ),Из этого равенства находится    6 Конструкционный расчет 6.1 Штуцер ввода сырьевой смеси Расчет внутреннего диаметра трубопровода круглого сечения при расходе питания и скорости потоков подачи питания G = 4,8611кг/с – расход питания. ω = 2 м/с – скорость потоков подачи питания. Рассчитываются плотности метанола и воды при  методом интерполяции. Результат представлен в таблице 25.Таблица 25
Рассчитывается плотность двух веществ по формуле:   Рассчитывается внутренний диаметр по формуле: d =  d =  6.2 Штуцер вывода кубовой смеси Расчет внутреннего диаметра трубопровода круглого сечения при расходе остатка и скорости потоков выхода кубовой жидкости G=1,656 кг/с – расход остатка ω=2 м/с – скорость потоков выхода кубовой жидкости  Рассчитывается внутренний диаметр. d =  6.3 Штуцер вывода паров дистиллята Расчет внутреннего диаметра трубопровода круглого сечения при расходе паров дистиллята и скорости потоков выхода паров. G=P+RP=3,2051+0,9887·3,2051=6,374 кг/с – расход паров дистиллята ω=40 м/с – скорость потоков выхода кубовой жидкости  Рассчитывается внутренний диаметр.  6.4 Штуцер ввода флегмы Расчет внутреннего диаметра трубопровода круглого сечения при расходе флегмы и скорости потоков подачи флегмы в колонну. Рассчитывается расход флегмы в колонну. G=RP=3,2051·0,9887=3,1689 кг/с ω=0,5 м/с – скорость потоков подачи флегмы в колонну. Рассчитываются плотности метанолы и воды при  методом интерполяции. Результат представлен в таблице 26.Таблица 26
Рассчитывается плотность двух веществ по формуле:   Рассчитывается внутренний диаметр. d =  Рассчитываются удельные теплоты парообразования метанола и воды при  методом интерполяции. Результат представлен в таблице 27.Таблица 27
Рассчитывается удельная теплота парообразования.   Рассчитывается расход.   Рассчитывается плотность паров.  где  ,   Рассчитывается внутренний диаметр. d =  6.5 Основные размеры фланцев По рассчитанным диаметрам из таблицы выписываются характеристики фланцев. Выбирается конструкционное оформление фланца тип 1 исполнение 1. Результат представлен в таблице 28. 
Таблица 28 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе выполнения работы был произведен расчет ректификационной колонны для разделения бинарной смеси бензол-толуол. Был выбран конструкционный материал колонны – сталь 0Х13. Также выполнены материальный расчет колонны, расчет диаметра и высоты колонны, а также расчет числа тарелок. В итоге диаметр обечайки принят равным 2600 мм, а ориентировочная высота колонны равна 12,3 м. Число тарелок равно 16. Была выбрана тарелка ректификационная колпачковая однопоточная стальная разборная типа ТСК-Р из легированной стали 0Х13. Помимо этого, произведены гидравлический и тепловой расчеты. В ходе гидравлического расчета произведены проверка обеспечения нормальной работы переливных устройств при принятом межтарельчатом расстоянии и проверка равномерности работы тарелки. На основании теплового расчета было подобрано теплообменное оборудование: конденсатор, подогреватель исходной смеси, холодильники дистиллята и кубового остатка. Далее выполнен конструктивный расчет. В ходе его выполнения были рассчитаны диаметры штуцеров колонны, а также подобраны фланцы. В заключение был выполнен чертеж общего вида ректификационной колонны. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Лащинский А. А., Толчинский А. Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. - Ленинград: «Машиностроение», 1970. М.В.Лызлова, В.С.Логинов. Процессы и аппараты химической технологии: методические указания к курсовому проектированию: Рязан. гос. радиотехн. ун-т; сост.: Рязань, 2014. -76 с. ГОСТ 15118 – 79. Аппараты теплообменные кожухотрубчатые с неподвижными трубными решетками и кожухотрубчатые с температурным компенсатором на кожухе ГОСТ 26-01-6-86. Тарелки колпачковые стальных колонных аппаратов ГОСТ 1255-67. Фланцы с соединительным выступом стальные плоские приварные. Конструкция, размеры и технические требования Техническая термодинамика и теплотехника: методические указания к курсовой работе/ Рязан. гос. радиотехн. ун-т; сост.: М.В. Лызлова, Г.И. Мельник. Рязань, 2020. – 23 с. ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) Технологическая схема установки  ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное) Аппарат колонный с колпачковыми тарелками  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, кг/
(метанол)
