Курсач Кирилла. Ректификационная установка непрерывного действия для разделения бинарной смеси ацетонэтанол производительностью 17000 кгч

• Название: Ректификационная установка непрерывного действия для разделения бинарной смеси ацетонэтанол производительностью 17000 кгч
• Дата: 09.01.2020
• Размер: 0.69 Mb.
• Имя файла: Курсач Кирилла.docx
• Тип: Пояснительная записка; #103336
• страница: 1 из 12

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Рязанский государственный радиотехнический университет имени

В.Ф. Уткина»

(ФГБОУ ВО «РГРТУ имени В.Ф. Уткина»)
Кафедра ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии»

на тему:

«Ректификационная установка непрерывного действия для разделения

бинарной смеси ацетон-этанол производительностью 17000 кг/ч»


Выполнил: студент группы 625

Бакун К.П.

Проверил: старший преподаватель

Лызлова М.В.

Рязань, 2019 г.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ

В.Ф. УТКИНА»
Факультет: Электроники

Кафедра: Химической технологии

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой_____Коваленко В.В.

«____» ________________20___ г

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу по дисциплине

«Процессы и аппараты химической технологии»
по направлению 18.03.01 «Химическая технология»

профиль подготовки - «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов»

студенту:

Бакуну Кириллу Павловичу

(фамилия, имя, отчество)

1.Тема проекта (работы):

Ректификационная установка непрерывного действия для разделения бинарной смеси ацетон-этанол производительностью 17000 кг/ч

2.Исходные данные к проекту (работе):

Спроектировать ректификационную установку непрерывного действия при давлении в колонне 760 мм. рт. ст. для разделения бинарной смеси, состоящей из компонентов ацетон (НКК) и этанол (ВКК), содержащей воду в смеси (х_f=30 % масс.), дистилляте (х_d=95 % масс.) и остатке (х_w=3,5% масс.).

Производительность колонны составляет G=17000 кг/ч исходной смеси, поступающей при температуре t_н=23 ⁰С.

Греющий сухой насыщенный водяной пар подается в колонну при давлении, р=3·10⁵ н/м².

После дефлегматора, в котором пар дистиллята полностью конденсируется, дистиллят охлаждается до температуры t_д=23 ⁰С водой с начальной температурой t_o=13 ⁰С.

Конструкция ректификационной колонны – тарельчатая. Конструкция тарелки – колпачковая.

Подогреватель исходной смеси, дефлегматор и холодильник дистиллята являются трубчатыми.

В установке рассчитать и подобрать по каталогу необходимое теплообменное оборудование.

3.Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов):

3.1.Титульный лист.

3.2. Задание на курсовую работу

3.3. Содержание:

3.4. Введение

3.5. Описание технологической схемы

3.6. Технологические расчеты

- Выбор конструкционного материала

- Материальный расчет колонны

- Расчет диаметра колонны

- Расчет числа тарелок

- Тепловой расчет колонны

- Гидравлический расчет колонны

- Конструктивный расчет колонны

3.7. Выбор насоса

3.8. Расчет и выбор теплообменного оборудования

4. Перечень графического материала:

- технологическая схема установки;

- колонна и разрез ее царги, узел крепления тарелки, тарелку в плане, колпачок.

5. Дата выдачи задания:________________________________________

6. Дата предоставления законченной работы:______________________

7. Руководитель:______________________________________________

подпись

8. Задание принял к исполнению:________________________________

Подпись

9. Структура и календарный план выполнения курсовой работы

№ п/п	Наименование раздела (вида) работы	Срок выполнения этапов работы	Отметка о выполнении
1.	Технологические расчеты ректификационной колонны
2.	Расчет вспомогательного оборудования
3.	Графический материал
4.	Пояснительная записка

Студент ____________________________

Руководитель работы____________________

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

1 Анализ исходных данных 6

2 Технологический расчет 6

2.1 Определение массовых расходов дистиллята и кубового остатка 6

2.2 Построение диаграмм t-x,y и y-x 7

2.3 Построение рабочей линии и кинетической кривой 9

2.4 Определение минимального и рабочего флегмового числа 9

2.5 Определение максимально допустимой скорости пара и расчет диаметра колонны. 10

2.6 Определение числа действительных тарелок и высоты колонны 15

4 Тепловой расчет 18

4.1 Расход тепла в паровом подогревателе исходной смеси 18

4.2 .Расход теплоты, отдаваемой воде в дефлегматоре 20

4.3 Расход теплоты, получаемой в кубе испарителя 22

4.4 Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воды в водяном холодильнике дистиллята 24

4.5 Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воды в водяном холодильнике остатка 26

4 Гидравлический расчет 28

5 Конструкционный расчет 31

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 36

ПРИЛОЖЕНИЕ 37

ВВЕДЕНИЕ

Современное химическое производство – это сложнейший комплекс процессов, важнейшими из которых являются теплообменные и массообменные процессы.

К теплообменным относятся такие технологические процессы, скорость протекания которых определяется скоростью подвода или отвода тепловой энергии. Таковыми являются нагревание, испарение, охлаждение и конденсация, а аппаратами будут соответственно подогреватели, испарители, холодильники и конденсаторы.

Ректификацией называется разделение жидких гомогенных смесей на компоненты при взаимодействии потоков жидкости и пара, получаемого испарением разделяемой смеси.

Ректификация является одним из самых востребованных методов разделения бинарных смесей, и ректификационные установки, выполняющие данное разделение, подлежат подробному проектированию.

Объектом исследования является ректификационная установка непрерывного действия для разделения бинарных смесей.

Предмет исследования – метод расчёта оптимальных параметров ректификационной установки.

Целью данной курсовой работы является расчёт и проектирование ректификационной установки непрерывного действия для разделения бинарной смеси вода-уксусная кислота производительностью 17000 кг/ч.

Исходя из цели курсовой работы были поставлены следующие задачи:

1. 
   Провести анализ ректификационной установки, её основных частей.
   
2. 
   Выполнить расчёт ректификационной колонны, состоящий из материального, теплового, гидравлического и конструктивного расчётов.
   
3. 
   Рассчитать и выбрать подходящее теплообменное оборудование.
   
4. 
   Выполнить технологический чертёж колонны.
   

Анализ исходных данных:

G = 17000 кг/ч =17000/3600 = 5,556 кг/с

x_f = 30% масс.

х_d (x_р) =96 % масс.

х_w = 3,5% масс.

t_н = 23 ⁰С

t_д = 23 ⁰С

t_o = 13⁰С

p = 3*10⁵ н/м²

М_НК(C₃Н₆О) = 123+16+16∙1 = 58 г/моль (Молярная масса ацетона)

М_ВК(С₂Н₅ОН) = 12∙2+1∙6+16 = 46 г/моль (Молярная масса этанола)

Материальный расчет колонны

1.Перевод массовых долей в мольные