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: 12 из 12

Расчёт диаметра штуцера ввода сырья.

Диаметр штуцера ввода сырья рассчитывается по формуле:


где ρ_f – плотность сырья при температуре ввода (рисунок 4.1), кг/м³,

w_f – скорость ввода сырья в колонну, м/с.

Плотность сырья при температуре ввода t_f(67,3C) находится по формуле:



(Ацетон) = 736,15 кг/м³;

(Этанол) = 747,07 кг/м³

Тогда,



Скорость ввода сырья в колонну принимается: w_f = 2 м/с.

Диаметр штуцера ввода сырья:



По [Лащинский, Толчинский] выбирается диаметр d_F = 65 мм = 0,065 м.

Расчёт диаметра штуцера вывода паров дистиллята.

Диаметр штуцера вывода паров дистиллята находится по формуле:


где ρ_d – плотность паров дистиллята при t_d (56,5C), кг/м³,

w_d – скорость вывода паров дистиллята из колонны, м/с.
Плотность паров дистиллята при t_d:

Скорость вывода паров дистиллята из колонны принимается: w_D = 40 м/с [3].

Диаметр штуцера вывода паров дистиллята:



По [Лащинский, Толчинский] выбирается диаметр d_D = 300 мм =0,3 м.

Расчёт диаметра штуцера для ввода флегмы (орошения)

Диаметр штуцера ввода флегмы определяется по формуле:



где ρ_Ф – плотность флегмы при t_d (56,5C), кг/м³,

w_Ф – скорость ввода флегмы в колонну, м/с.

Плотность сырья при температуре ввода t_d(56,5C) находится по формуле:



(ацетон) = 750,73 кг/м³;

(Этанол) = 757,33 кг/м³

Тогда,



Скорость ввода сырья в колонну принимается: w_Ф = 0,5 м/с.

Диаметр штуцера ввода сырья:



По [Лащинский, Толчинский] выбирается диаметр d_Ф = 125 мм = 0,125 м.

Расчёт диаметра штуцера для вывода кубового остатка

Диаметр штуцера вывода кубового остатка определяется по формуле:



где ρ_W – плотность кубового остатка при t_W (77С), кг/м³,

w_W – скорость вывода кубового остатка из колонны, м/с.

Плотность кубового остатка при t_W находится по формуле:



(Ацетон) = 732,05 кг/м³;

(Этанол) = 737,85 кг/м³

Тогда,

Скорость ввода сырья в колонну принимается: w_w = 2 м/с.

Диаметр штуцера ввода сырья:



По [Лащинский, Толчинский] выбирается диаметр d_W = 65 мм = 0,065 м.

Выбор фланцев, подходящих под рассчитанные диаметры.

По [Лащинский, Толчинский] выбираются фланцы для рассчитанных диаметров (табл. 4)

Таблица 4 – Основные размеры фланцев

Вид фланца и его обозначение	Основные размеры
Фланец штуцера для ввода сырья – Фланец 65-3 ГОСТ 1235-67	Dу = 65 мм, Dф = 160 мм, Dб =130 мм, h = 13 мм, z = 4 шт, dб = 12 мм
Фланец штуцера для вывода паров дистиллята – Фланец 500-3 ГОСТ 1235-67	Dу = 300 мм, Dф = 435 мм, Dб =395 мм, h = 16 мм, z = 12 шт, dб = 20 мм
Фланец штуцера для ввода флегмы – Фланец 150-3 ГОСТ 1235-67	Dу = 125 мм, DФ =235 мм, Dб = 200 мм, h = 11 мм, z = 8 шт, dб = 16 мм
Фланец штуцера для вывода кубового остатка – Фланец 50-3 ГОСТ 1235-67	Dу = 65 мм, DФ =180 мм, Dб = 130 мм, h = 9 мм, z = 4 шт, dб = 12 мм

В колонне происходит разделение смеси ацетон-этанол ,поэтому, следует выбрать такой материал , который не вызовет коррозию оборудования и будет устойчив к данной среде.

Материал, выбирается по справочнику [3, с328] В соответствии с температурными диапазонами эксплуатации колонны. В нашем случае, температурный диапазон составляет от 20 ^ºС до температуры кипения ацетона, среда любая (водные растворы). В качестве основного материала выбирается сталь 0Х17Т. Она относится к классу высоколегированных, коррозионо-стойких и жаропрочных сталей. Данная сталь подходит для изготовления деталей, работающих в средах средней агрессивности и в условиях коррозии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсовой работы провели анализ ректификационной колонны, выполнили материальный тепловой гидравлический и конструктивный расчёт, рассчитали и выбрали подходящее теплообменное оборудование. Исходя из выполненной работы можно судить, о том что ректификация является одним из самых востребованных методов разделения бинарных смесей, и ректификационные установки, выполняющие данное разделение, подлежат подробному изучению

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. 
   Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учеб. пособ. для студ. химико-технол. спец.вузов/ К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков; Под ред. П.Г. Романкова. – 8-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1976. – 552 с.
   
2. 
   Лащинский А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник / А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский; Под ред. Н.Н. Логинова. – 2-е изд; перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, 1970. – 753 с.
   
3. 
   Комиссаров Ю. А., Гордеев Л.С., Вент Д.П. Процессы и аппараты химической технологии в 5 Ч.: учебник для академического бакалавриата. – М.: Юрайт, 2017. – Часть 1 -752 с., Часть 2 – 293 с., Часть 3 – 316 с., Часть 4 – 366 с., Часть 5 – 340 с.
   
4. 
   Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2–е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. 496 с.
   
5. 
   Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. М.: Химия, 1971. 296 с.