Готовая курсовая работа

ВВЕДЕНИЕ


Целью выполнения курсового проекта является систематизация, закрепление и расширение теоретических и практических знаний по дисциплине «Процессы и аппараты химических производств». Необходимо решить инженерно-технические задачи по расчету, проектированию и оптимизации аппарата в составе конкретной технологической установки. В соответствии с поставленной целью, необходимо разработать эскизный проект технологической установки, содержащий:
- технологическую схему установки;
- чертеж общего вида аппарата;
- расчеты конструктивно-технологических параметров проектируемого объекта;
- прочностные расчеты, показывающие работоспособность и достаточную прочность конструкции в условиях эксплуатации.
Задачей данного курсового проекта является расчет ректификационной колоны с клапанными тарелками для разделения смеси бензол-трихлорэтилен.
Процесс ректификации предназначен для разделения гомогенных смесей летучих жидкостей на практически чистые компоненты или фракции, различающиеся по температуре кипения.
Физическая сущность процесса ректификации заключается в двухстороннем массо- и теплообмене между неравновесными потоками пара и жидкости при высокой турбулизации поверхности контактирующих фаз. Разделение осуществляется обычно в колонных аппаратах при многократном или непрерывном контакте фаз. При каждом контакте из жидкости испаряются преимущественно низкокипящие компоненты, которыми обогащаются пары, а из паровой фазы конденсируются преимущественно высококипящие компоненты, переходящие в жидкость. При определенном числе контактов можно получить пары, состоящие в основном из низкокипящих, а жидкость – из высококипящих компонентов [1].
На практике ректификация чаще всего осуществляется в противотоке пара и жидкости, что обеспечивает различие температур и неравновесность составов встречных потоков. Жидкое орошение при ректификации паров создается путем конденсации части парового потока в верхней части колонны, а паровое орошение при ректификации жидкости – путем испарения части жидкости в нижней части колонны.








Тем не менее ряд особенностей процесса ректификации осложняет его расчет. Сюда можно обнести различное соотношение нагрузок по жидкости и пару в нижней и верхней частях колонны, переменные по высоте колонны физические свойства фаз и коэффициент распределения, совместное протекание процессов массо- и теплопереноса.
Одна из сложностей заключается в отсутствии обобщенных закономерностей для расчета кинетических коэффициентов процесса ректификации. В наибольшей степени это относится к колоннам диаметром более 800 мм с насадками и тарелками, широко применяемым в химических производствах [2].
Основные физико-химические характеристики перерабатываемых веществ приведены в таблице 1 [3].

Таблица 1
Основные физико-химические характеристики бензола и толуола

Наименование Бензол Трихлорэтилен
Состояние вещества жидкость жидкость
Температура кипения, оС 80,100 113.77
Температура плавления, оС 5,533 -36.5
Критическое давление, МПа 4,91 4,109
Вязкость, мПа.с (20оС) 0,6468 0,58
Критическая темперарура, оС 289,5 296,4
Температура самовоспламенения, оС 534 536
Плотность, кг/м3 (20 м3) 879 866

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………...4
1 Обоснование выбора базовой конструкции аппарата………………………...6
2 Описание технологической схемы установки………………………………...9
3 Расчет основного аппарата……………………………………………………10
3.1 Выбор конструкционных материалов для изготовления
основного аппарата……………………………………………………………...10
3.2 Расчеты конструктивно-технологических параметров
аппарата…………………………………………………………………………..11
3.2.1 Технологический расчет…………………………………………………..11
3.2.2 Гидравлический расчет…………………………………………………....21
3.3 Расчет аппарата на прочность………………………………………………32
Заключение…………………………………………………………………….....37
Список литературы………………………………………………………………38
Приложение………………………………………………………………………39

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В результате проведенной работы была сконструирована ректификационная колонна.
Конструктивное совершенство оборудования характеризуют: простота устройства, малый вес и габариты, малая затрата дорогих или дефицитных материалов, технологичность конструкции и высокий коэффициент полезного действия.
В результате проведения расчетов были определены основные размеры аппарата и его внутренних устройств:
- высота тарельчатой ректификационной колонны м;
- расстояние между тарелками м;
- диаметр цилиндрической обечайки м;
- расстояние между верхней тарелкой и крышкой колонны м;
- расстояние между нижней тарелкой и днищем колонны м.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


1. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. – М.: Химия, 1971. – 296 с.
2. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Под ред. Ю.И. Дытнерского. – М.: Химия, 1991. – 496 с.
3. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Под ред. Н.Б. Варгафтика. – М.: Наука, 1772. – 720 с.
4. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: АльянС, 2005. – 753 с.
5. Стабников В.Н. Расчет и конструирование контактных устройств ректификационных и абсорбционных аппаратов. – Киев: Технiка, 1970. – 208 с.
6. Лащинский А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры: Справочник / А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский – Л.: Машиностроение, 1970. – 752 с.
7. Воробьева, Г.Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. – М.: Химия, 1975. – 816 с.
8. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. – М.: Альянс, 2005. – 576 с.
9. Марочник сталей и сплавов / Под ред. В.Г. Сорокина. – М.: Машиностроение, 1989. – 640 с.
10. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник. – Л.: Машиностроение, 1981. – 382 с.