Ректификационная установка непрерывного действия
 Скачать 4.69 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ДИЗАЙНА» ВЫСШАЯ ШКОЛА ТЕХНОЛОГИЙ И ДИЗАЙНА Институт технологии Кафедра «Процессы и аппараты химической технологии» Курсовой проект на тему Ректификационная установка непрерывного действия Руководитель: Выполнил: Д.т.н., доцент. Мидуков Н. П. Студент гр.135 Дементьев А.А. Санкт-Петербург 2023  СодержаниеВведение 4 1.Расчет ректификационной колонны 5 1.1 Переход к мольным концентрациям 5 1.2 Определение минимального и рабочего флегмовых чисел. 5 1.3 Материальный баланс процесса 6 1.4 Определение числа теоретических тарелок процесса ректификации графическим способом 7 1.5 Вычисление числа действительных тарелок 8 1.6 Определение размеров колонны 8 1.7. Тепловые расчёты установки 10 2. Расчёт вспомогательного оборудования. 14 2.1. Расчёт трубопровода. 14 2.2 Расчёт теплообменной аппаратуры. 16 2.2.1. Расчёт пластичного подогревателя (конденсатора) 16 для исходной смеси. 16 2.2.2. Расчёт кожухотрубчатого дефлегматора(конденсатора). 18 2.2.3. Расчёт кожухотрубчатого теплообменника 19 для холодильника дистиллята. 20 2.2.4. Расчёт кожухотрубчатого теплообменника для кубового остатка. 20 2.3. Расчёт и выбор насоса для подачи исходной смеси на установку. 22 Заключение 24 Библиографический список 26 Приложение 27 27 ВведениеРектификация – это ступенчатое или непрерывное взаимодействие неравновесных по составу жидкости и пара. При этом жидкость по колонне стекает сверху вниз, а пар поднимается снизу вверх. Ректификация проводится: – при атмосферном давлении; – под вакуумом (применяется в том случае, если компоненты имеют высокую температуру кипения). Вакуум снижает температуру кипения; – при повышенном давлении (применяется для разделения газовых смесей, находящихся в жидком состоянии). Рассмотрим схему ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси этиловый спирт – вода при атмосферном давлении (рис.1) В системе этиловый спирт – вода: Т кип.э. с. = 78,3 ⁰С Т кип. воды = 100 ⁰С Поэтому в дальнейшем этиловый спирт и воду заменяю на обозначения НКК (низкокипящий компонент) и ВКК (высококипящий компонент) соответственно.  Рис.1 Схема ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси этиловый спирт – вода при атмосферном давлении. 1 – емкость исходной смеси; 2, 9 – насосы; 3 – теплообменник – подогреватель; 4 – ректификационная колонна тарельчатого типа; 5 – дефлегматор; 6 – делитель; 7 – холодильник дистиллята; 8 – емкость для сбора дистиллята; 10 – холодильник кубовой жидкости; 11 – емкость для сбора кубовой жидкости. Ректификационная колонна имеет цилиндрический корпус, внутри установлены контактные устройства в виде тарелок. Под нижнюю тарелку колонны подается водяной пар, который также называется «острым паром». Он подается на установку от ТЭЦ. В данной установке нет смысла устанавливать кипятильник, т.к. жидкость, которая стекает вниз по колонне, представляет собой чистый ВКК. Водяной пар восходящим потоком поднимается из куба колонны, при этом на каждой тарелке колонны происходит массообмен и пар выходит из верхней части колонны близким по составу к точке азеотропы. Поступает в дефлегматор (5), здесь пар НКК конденсируется и конденсат пара поступает в делитель (6), где разделяется на два потока: готовый продукт – дистиллят и флегму, которая возвращается в колонну на верхнюю тарелку. Флегма создает нисходящий поток жидкости в ректификационной колонне. При стекании жидкости вниз в нее переходит ВКК и в этот момент из нее испаряется НКК. Пар проходит через слой жидкости. На каждой тарелке температура пара больше, чем температура кипения жидкости. В результате из пара конденсируется частично ВКК, а теплота, выделившаяся при конденсации, идет на испарение из жидкости НКК. |