Расчёт ректификационной установки

• Название: Расчёт ректификационной установки
• Дата: 06.04.2023
• Размер: 3.46 Mb.
• Имя файла: KP_TMO.docx
• Тип: Пояснительная записка; #1041264
• страница: 1 из 9

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»
Кафедра промышленной теплоэнергетики


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине: Тепломассообменные процессы и установки
На тему: расчёт ректификационной установки

Авторы работы: Владимиров Н.С.

Специальность: 13.03.01 Энергообеспечение предприятий

Обозначение работы: ЛР ‒ 2068195.205 ‒ 114 ‒ 2021 группа IV ‒ 7х

Руководитель работы: Смирнов Н.Н.

Работа защищена ____________________ Оценка ____________
задание

Содержание

Аннотация 5

Введение 6

1 Составление тепловой схемы установки 8

2 Материальный баланс установки 13

3 Конструкторский и тепловой расчёт колонны 15

3.1 Определение числа тарелок 15

3.1.1 Построение диаграммы фазового равновесия y=f(x) 15

3.1.2 Построение диаграммы фазового равновесия t=f(x,y) 18

3.1.3 Построение диаграммы фазового равновесия h=f(x,y) 19

3.1.4 Графический метод определения теоретического числа тарелок методом Мак ‒ Кэба ‒ Тиле 20

3.1.5 Графический метод Поншона ‒ Меркеля в координатах h ‒ x,y. 23

3.1.6. Метод с расчётом удельного теплового потока в конденсаторе 26

3.1.7. Определение действительного числа тарелок 28

3.2 Тепловой баланс колонны 29

3.3 Конструкторский расчёт 32

3.3.1 Определение диаметра колонны 32

3.3.2 Определение высоты колонны 35

4 Гидравлический расчёт колонны 36

5 Тепловой и конструктивный расчёт теплообменных аппаратов 39

5.1 Расчёт дефлегматора 39

40

5.2 Расчёт испарителя 46

5.3 Расчёт подогревателей и холодильника 52

5.3.1 Первый подогреватель исходной смеси 52

5.3.2 Второй подогреватель исходной смеси 59

59

5.3.3 Холодильник готового продукта 63

Заключение 68

Список литературы 70

Аннотация

В данном курсовом проекте проведен расчет ректификационной колонны с колпачковыми тарелками для разделения бинарной смеси вода – уксусная кислота, исходя их следующих данных:

1. Расход исходной смеси G_f =0,7 кг/с;

2. Концентрация НКК в дистилляте x_р = 85%;

3. Концентрация НКК в исходной смеси x_f = 40%;

4. Концентрация НКК в кубовом остатке x_w = 5%.

В результате работы выполнены расчёты материального и теплового балансов установки, определены основные размеры аппарата и подобраны теплообменные аппараты: испаритель, дефлегматор, подогреватели, холодильник.

В расчетно ‒ пояснительной записке к работе содержится:

• 
  Листов – 67;
  
• 
  Рисунков и эскизов – 16;
  
• 
  Таблиц – 5.
  

Введение

В химической технологии, нефтехимической, пищевой, фармацевтической, спиртовой и ряде других отраслей промышленности используют широкое многообразие жидких и газовых смесей, подлежащих разделению на достаточно чистые компоненты и фракции различного состава. Для разделения смеси жидкости обычно прибегают к перегонке, основанной на разной температуре кипения компонентов смеси. При испарении компонент с более низкой температурой кипения (НК) переходит в пары, а компонент с более высокой температурой кипения (ВК) остается в жидком состоянии. Для достижения наиболее полного разделения компонентов применяют ректификацию. Ректификация заключается в противоточном взаимодействии паров образующихся при перегонке, с жидкостью, получающейся при конденсации паров.

В ректификационном аппарате снизу ‒ вверх движутся пары, а сверху подается жидкость, представляющая собой почти чистый НК. При соприкосновении поднимающихся паров со стекающей жидкостью происходит частичная конденсация паров и частичное испарение жидкости. При этом из паров конденсируется преимущественно ВК, а из жидкости испаряется преимущественно НК. Таким образом, стекающая жидкость обогащается ВК, а поднимающиеся пары обогащаются НК, в результате чего выходящие из аппарата пары представляют собой почти чистый НК. Эти пары поступают в конденсатор, называемый дефлегматором, и конденсируются. Часть конденсата, возвращаемая на орошение аппарата, называется флегмой, другая часть отводится в качестве дистиллята.

Как и для всех массообменных процессов, эффективность ректификации зависит от поверхности контакта фаз. Для увеличения поверхности массообмена, используют различные контактные устройства насадочного или барботажного типа. Наиболее распространенными ректификационными установками являются барботажные колонны с различными типами тарелок: колпачковыми, ситчатыми, и т.п. Наиболее универсальны колонны с колпачковыми тарелками, которые и будут использоваться в данной ректификационной установке.

Ректификационные установки могут применяться для разделения как бинарных, так и многокомпонентных смесей.

В данном курсовом проекте производится расчёт ректификационной установка для разделения бинарной смеси вода – уксусная кислота. В данной смеси высококипящим компонентом является уксусная кислота, а низкокипящим –вода.