МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Мирэа – Российский технологический университет» рту мирэа

Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

(наименование Института)

Кафедра процессов и аппаратов химических технологий им. Н.И. Гельперина

(наименование кафедры)

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по расчету ректификационной колонны

Москва, 2019

Оглавление Введение

Ректификация — это массообменный процесс разделения двойных или многокомпонентных жидких смесей путем противоточного взаимодействия между паром и жидкостью.

Ректификация широко применяется в различных отраслях промышленности для очистки или разделения веществ. Например, в химии ректификацию используют для получения этилового спирта, разделения сме­сей бензол – толуол. Также различные фракции углеводородов из нефти получают путем процесса ректификации. В домашних условиях ректификацию применяют для получения самогона.

Для процесса ректификации обычно используют колонные аппараты, называемые ректификационными колоннами. В них осуществляется многократный контакт между потоками паровой и жидкой фаз. Движущая сила ректификации – разность между фактическими (рабочими) и равновесными концентрациями компонентов в паровой фазе, отвечающими данному составу жидкой фазы.

Ректификационная колонна является одним из центральных аппаратов технологической установки по переработке нефти или нефтепродуктов, получения этилового спирта. Применение данного аппарата вызвано необходимостью реализации простого способа разделения вещества на целевой продукт и фракции (побочные продукты) в зависимости от их температур кипения.

Расчет ректификационных аппаратов необходим для более точного подбора режимов работы производства в зависимости от заданных условий. Основными размерами аппарата являются его диаметр и высота. Однако определение температурного режима не менее важная задача, которая стоит перед проектировщиками.

Выбор конструкционного материала

Материал для изготовления колонн и теплообменной аппаратуры выбирается в соответствии с условиями их эксплуатации (прочность, механическая обработка, свариваемость). Главным же требованием является их коррозийная стойкость. Последняя оценивается в зависимости от скорости коррозии.

Предпочтительны материалы, скорость коррозии которых не превышает 0,1-0,5 мм/год, а по возможности — более стойкие (скорость коррозии 0,01-0,05 мм/год).

Учитывая низкую коррозионность среды, широкий интервал температур по высоте колонны, характерный для процесса ректификации, а также большие габаритные размеры, выбираем для изготовления обечайки, днищ, крышки люка-лаза низкоуглеродистую сталь 09Х15Н8Ю

Сталь обрабатывается резанием и обладает удовлетворительной свариваемостью.

Сталь 09Х15Н8Ю

l=18,0 r= 7750

Исходные данные

Тип ректификационной колонны – колпачковая;

Разделяемая смесь - ацетон-вода;

Производительность по исходной смеси - 7000 кг/ч;

Концентрации по НКК:

• В исходной смеси - 40%;

• В дистилляте - 98%;

• В кубовом продукте - 4%;

• Температура смеси на входе в колонну – t_кип

• Давление в колонне атмосферное

• Коэффициент избытка флегмы σ=3,2

• Давление греющего пара, обогревающего куб колонны, P_гр=6 атм

Определить:

• число действительных и теоретических тарелок;

• диаметр колонны;

• расходы тепла и греющего пара в кубе, охлаждающей воды в конденсаторе;

• определить поверхность теплообмена конденсатора.

Подбор данных по равновесию и построение диаграмм фазового равновесия Y=f(X) и t=f(X,Y) бинарной смеси «ацетон-вода» при p = 760 мм. рт. ст. (1,013*105 Па).

Таблица №1

t	х	у
56,9	1	1
57,5	0,9	0,943
58,2	0,8	0,904
59	0,7	0,882
59,8	0,6	0,869
60,7	0,5	0,855
61,6	0,4	0,842
62,6	0,3	0,827
64,5	0,2	0,803
69,6	0,1	0,72
77,9	0,05	0,603
100	0	0

Диаграмма y(x)

График №1

Диаграмма t(x, y)

График№2